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1、水电站课程设计计算书目录，、设计课题 3】、设计资料及要求 31、设计资料见课程设计指导书、任务书 32、设计要求 3三、调压井稳定断面的计算 31、 引水道的水头损失计算 3（1） 局部水头损失计算 3（2）沿程水头损失计算 42、引水道的等效断面面积计算 53、调压井稳定断面计算 6四、调压井水位波动计算 71、最高涌波水位计算 71） 、当丢弃负荷：30000OKW时，采用数解法 72）、当丢弃负荷为 4500015000时，采用图解法： 72、 最低涌波水位 91）丢弃负荷度为30000 0KW时（数解法） 92） 增加负荷度为 30000-45000KW 时（两种方法） 10五调节保
2、证计算 121、 检验正常工作情况下的水击压力 122、 检验相对转速升高是否满足规范要求 14六、参考文献14七、附图：1515附图1：丢弃负荷时调压井水位波动图附图 2: 增加负荷时调压井水位波动图 15亠、设计课题：水电站有压引水系统水力计算二、设计资料及要求1、 设计资料见课程设计指导书、任务书；2、设计要求：（1）对整个引水系统进行水头损失计算；（2）进行调压井水力计算求稳定断面；（3）确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位；（4）进行机组调节保证计算，检验正常工作状况下水击压力、转速相对值升 高是否满足规范要求。三、调压井稳定断面的计算1、引水道的水头损失计算（1）局部
3、水头损失计算表局部水头损失采用如下公式计算：表1局部水头损失计算表栏 号引水建筑物部位及运行 工况断面 面积（m2）局部 水头 损失 系数局部水头损失10 Q2 (m)合计（m1进水口拦污栅61.280.121.630.3072进口喇叭段29.760.105.763闸门井24.000.2017.724渐变段23.880.054.47r 5隧：洞进口平面转弯23.760.076.330.2031 6末端锥管段19.630.1013.247调 压 井正常运行19.630.1013.242.2048增一台负荷，从调 压井流入管道19.631.50198.619上水平段平面转弯19.630.045.3
4、04.467压引水 力 引 水 管 道栏0位段平面转过水9.(湿0水力弓引水.51号1斜井顶部立面转弯面19.周30半径道长.92程12斜井底部立面转弯积W9.omR09)(館.69 10-6n2 Q21)合计(m13锥管(m2)9.080.0849.51(m1 4进水口喇叭口机满发11 J叉管7619.6$0.卿639.72 4522.6590.00715三台机满发2叉管19.630.459.5826一台机段发1叉管0019.601.27X陇.75 7624.1340.01317一台机满发2叉管19.630.2035.75勺8渐变蝴蝶阀23.88910860禽11(80.6412603.39
5、00.022本表计算中 Q=102m/s , g=9.8m/s2(2)沿程水头损失h程计算表沿程水头损失采用如下公式计算：表2沿程水头损失计算表414:隧D=5.5 M 段:23.76 :17.21.375469.543724.60.815洞8665锥形洞段21.6516.41.3125.07423.1540.011956调压井19.6315.71.25010.921161.590.037前管段10871号叉管19.6315.71.25035.768881.18:0.109 :10481-2号叉管19.6315.71.25029.256296.01 10.040 110192号叉管19.631
6、5.71.25012.223570.70.0041031锥管段13.8513.11.0503.9719392.710.0030901D=3.4 段:9.08 :10.60.85021.2320107.1 10.056 :1805其中栏1、2、3、4、5、6、7的流量Q为102mVs，根据压力管道相关参数表得7栏的流量为96.9, ;8栏的流量为64.6, ; 9、10、11栏流量为32.3查规范和资料得到糙率 n进水口取0.013，隧洞取最小值0.012，压力管道取最大值0.013调压井前引水道的水头损失hw 二 h局h程 (0.307 0.203) (0.007 0.013 0.022 0.
7、815 0.011 0.037) = 1.415m压力管道的水头损失(压力管道长度为113.3m,较长不计局部水头损失)整个引水系统的水头损失 h =hf hy：= 0.212 1.415 = 1.627m2、引水道的等效断面面积计算其中L为调压井前引水道的长度L二拦污栅长度+喇叭口进口段长度+闸门井段长度+ 渐变段长度+ (D=5.5M洞段长度)+锥形洞段长度+调压井前管段长度=4.1+6.0+5.6+10.0+469.6+5.0+10.98=511.28mL21.475计算表栏 号引水道部位过水断面fi （吊）Li (m)(1)拦污栅61.284.10.067(2)喇叭口进水段29.766
8、.00.202(3)闸门井段24.005.60.233渐变段23.8810.00.419(5)D=5.5m23.76469.619.764锥形洞段21.655.0P 0.231调压井前管段19.63P 10.980.559引水 等效面积：道的断面511.28223.808 m3、调压井稳定断面计算为使求得的稳定断面满足各种运行工况的要求，上游取死水位，下游取正 常尾水位情况计算净水头H二上游死水位一下游正常尾水位=1082.0 1028.5=53.5m hw :引水道水头损失，大小为1.415hwTo :压力管道沿程水头损失，大小为 0.212mH1 = H o -hw 3hwTo =53.5
9、-1.415-3 X 0.212=51.449m当三台机组满出力时，保证波动稳定所需的最小断面：F=k誌希其中K的取值为1.01.1 , 为引水道总阻力系数D=5.5m- =Q 1024.284m / sf 23.8081.4154.2842= 0.077取k=1.0则保证稳定所需要的最小断面为:四、调压井水位波动计算1、最高涌波水位计算(1)当丢弃负荷：30000Okw时，采用数解法当上游为校核洪水位1097.35m,下游为相应的尾水位1041.32m，电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为300000KW则流量为63.60nVs，用数解 法计算。L 为引水道的长度为511.28mf- 引水道等效断
10、面面积V0 引水道水流流速v=Q=-6302.67 m/sA 23.808F 调压井稳定断面为156.46m2h .0 弓丨水道水头损失( h ,Q = h局 h程)g 取 9.8m/s2-6h局=(1.63+5.76+17.72+4.47+6.33+13.24) X 10 X 63.6 X 63.6=0.20mh 程 =(4522.659+7624.134+12603.390+543724.6+7423.154+21161.59) X-60.012 X 0.012 X 63.6 X 63.6 X 10 =0.348mh ,0 = h 局 h程=0.20+0.348=0.548m查书本 P15
11、0图 10-4 得 max =0.10 ,则 Zmax=0.10 X51.6+1097.35=1112.51m(2)当丢弃负荷为 4500015000kw时，采用图解法：当上游为校核洪水位1097.35m,下游为相应的尾水位1041.32m,电站丢弃两台机组时，若丢荷幅度为45000 15000KW则流量为96.5 31.0m3/s利用图解法求解1、以横轴表示引水道流速v,以圆点向左为正(水流向调压室)，向右为负;以纵轴表示水位z，以向上为正，向下为负，横轴相当于静水2、作辅助线曲线2 引水道水头损失曲线：hf = h局 - h程 ，2g111 _1_C=-R6 =-1.3756 6 =87.
12、882n 0.0122 2 2hf =兽 亠=(竺2 = 0.232、. 2c2R2g2g87.8822 1.3756 2 9.8 2 9.8 绘制二Z -二-A = f t - Q it曲线aF F计算时段；t取值范围为T T , t的取值范围为3.9 4.6选取t=4s2530丄二23808 =0.152,当丢弃负荷为 45000kw15000kw时，流量 96.531.0 m3/s , F 156.46流速 4.051.30m/s。q = !=0.20F 156.46=Z- A=f t-Q=t=0.152 X 4： -0.20 X 4=0.608 -0.8F F绘制v ?( -z- hw)曲线v =7(-z-hw)=0.077 (-z - hw)采用matlab编程计算后画图，源代码如下：v(1)=4.05-0.077*(0.608*4.05-0.8)for i=1:29dz(i)=0.608*v(i)-0.8dv(i)=0.077*(-1)*z(i)-0.232*v(i)*v(i)v(i+1)=v(i)+dv(i)z(i+1)=z
