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1、17七、附图：17水电站课程设计 计算书 目录一、设计课题 3二、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 52、引水道的等效断面面积计算 73、调压井稳定断面计算 8四、调压井水位波动计算 91、最高涌波水位计算 91）、当丢弃负荷：300000KWM,采用数解法 92）、当丢弃负荷为 4500015000时，采用图解法： 102、最低涌波水位 121）丢弃负荷度为30000 0KW寸（数角1法） 122）增加负荷度为 30000-45000KW 时（两种
2、方法） 12五,调节保证计算 151、检验正常工作情况下的水击压力 152、检验相对转速升高是否满足规范要求 16六、参考文献17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 17I 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)局部水
3、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)局部水头局部水头损失1。 Q2 (m)合计(m)损失系数1进拦污栅61.280.11.630.307水22口进口喇叭段29.760.15.7603闸门井24.000.217.7204渐变段23.880.04.4755隧进口平回转弯23.760.06.330.203洞76末端锥管段19.630.113.2407调正常运行19.630.113.242.204压08井士1T负荷，从19.631.5198.61调压井流入管道09上水平段平面转19.630.05.304.467压弯410力引下水平
4、段平囿转弯9.080.0849.5111水斜井顶部立卸转19.630.011.92管弯912道斜井底部立卸转9.080.055.69弯913锥管9.080.049.51814三台机满发1叉19.630.339.72管015三台机满发2叉19.630.459.58管516一ir机满发1叉19.630.235.75管717一ir机满发2叉19.630.235.75管718蝴蝶阀9.080.186.644本表计算中 Q=102m , 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栏号引水道部位过水断面面积W(m2)湿周(m)水力半径R (m)引水道
5、长(mh程1Q-6 n2 Q2(m)合计(m1进喇叭口进水29.7621.1.3546.04522.6590.007水段9802口闸门井段24.0020.1.2005.67624.1340.0130003渐变段23.8818.1.28110.012603.390.02264104隧D=5.5M 段23.7617.1.375469.543724.60.815洞28665锥形洞段21.6516.1.3125.07423.1540.0114956调压井19.6315.1.25010.921161.590.037前管段710871号叉管19.6315.1.25035.768881.180.109710
6、481-2号叉管19.6315.1.25029.256296.010.040710192号叉管19.6315.711.250012.2323570.70.0041锥管段13.8513.1.0503.9719392.710.00301901D=3.4 段9.0810.0.85021.2320107.10.05616805其中栏1、2、3、4、5、6、7的流量Q为102m3/s ,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
7、水头损失hw =八局 +h 程=(0.307 +0.203)+ (0.007 +0.013+0.022 +0.815 + 0.011 +0.037) =1.415m一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 h =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 =511.28m栏号引水道部位过水断面fi
8、（品）L(m)(1)拦污栅61.284.10.067(2)喇叭口进水段29.766.00.202闸门井段24.005.60.233(4)渐变段23.8810.00.419D=5.5m23.76469.619.764(6)锥形洞段21.655.00.231调压井前管段19.6310.980.559水道的效断面面积:L511.28 =23.808 m221.4753、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=1游死水位一下游正常尾水位二1082.0 1028.5=53.5mhw：引水道水头损失，大小为1.415hwM压力管道沿程水
9、头损失，大小为 0.212mH1 =H0-hw-3hwT0=53.5-1.415-3 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二k5f2gaH1其中K的取值为1.01.1为引水道总阻力系数Q 102“，D=5.5m= = = 4.284m/sf 23.808二=hw= 1.415 =0.0772 4.2842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：300000kw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 300000
10、KW则流量为63.6 0n3/s,用数 解法计算。L 为引水道的长度为511.28mf- 引水道等效断面面积V0 引水道水流流速 V0=Q= 63.0 =2.67m/sA 23.808F 调压井稳定断面为156.464h w0 引水道水头损失( %0 =八局+h程)g 取 9.8m/s2h局=(1.63+5.76+17.72+4.47+6.33+13.24)X 10-6 X 63.6 X 63.6=0.20mh 程 =(4522.659+7624.134+12603.390+543724.6+7423.154+21161.59) X0.012 乂 0.012 乂 63.6 乂 63.6 乂 1
11、0-6=0.348m八切。=八局 +h程=0.20+0.348=0.548m查书本 P150图 10-4 得 lzmaxl =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4500015000KW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 =八局+h呈,2gii1 11C=-R6 = 1.3756 6 =87.882n 0.012lv2v2 v2 ,511.282.241 、2 _ c 2hf =(8)=0.232、c2R2g 2g 87.8822 1.3756 2 9.8 2 9.8绘制 ZZ =uu -A = it-Qit 曲线 F F计算时段At取值范围为TT, N的取值范围为3.9-4.6选取Z=4s25 30上二型808=0.152,当丢弃负荷为 45000km15000kw时，流量 96.531.0 m3/s,F 156.46流速 4
