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1、第一节第一节 尾水管的作用、型式尾水管的作用、型式一、尾水管的作用一、尾水管的作用 第十章第十章 水轮机尾水管水轮机尾水管 转轮所获得能量等于转轮进出口之间的能量差：转轮所获得能量等于转轮进出口之间的能量差：1.1.无尾水管时无尾水管时： 转轮获得能量：转轮获得能量：2 . 2 . 设尾水管时：设尾水管时：根据根据2-22-2至至5-55-5断面能量方程：断面能量方程： 可得：可得：设尾水管后，转轮所获得能量：设尾水管后，转轮所获得能量：水轮机多获得的能量：水轮机多获得的能量： 设置尾水管以后，在转轮出口形成了压力降低，出现了设置尾水管以后，在转轮出口形成了压力降低，出现了真空现象，真空由两部
2、分组成：真空现象，真空由两部分组成：l静力真空：静力真空：H2( (落差落差) )，也称为吸出高度，也称为吸出高度H Hs s；l动力真空动力真空( (转轮出口的部分动能转轮出口的部分动能) ) 3. 3. 尾水管的作用尾水管的作用 (1) 汇集转轮出口水流，排往下游。汇集转轮出口水流，排往下游。 (2) 当当Hs0时，利用静力真空。时，利用静力真空。 (3) 利用动力真空利用动力真空Hd。 尾水管的动能恢复系数尾水管的动能恢复系数 尾水管的静力真空尾水管的静力真空Hs取决于水轮机的安装高程，与尾水管的性能无取决于水轮机的安装高程，与尾水管的性能无关；衡量尾水管性能好坏的标志是恢复动能的程度（
3、与尾水管尺寸关；衡量尾水管性能好坏的标志是恢复动能的程度（与尾水管尺寸有关），一般用动能恢复系数有关），一般用动能恢复系数w表示表示 w 0.8 时，效果较好；时，效果较好；0.30.4时，效果较差。时，效果较差。 第二节第二节 尾水管主要尺寸确定尾水管主要尺寸确定l尾水管的作用是排水、回收能量。其型式、尺寸尾水管的作用是排水、回收能量。其型式、尺寸影响、厂房基础开挖、下部块体混凝土尺寸。影响、厂房基础开挖、下部块体混凝土尺寸。l尾水管尺寸越大，尾水管尺寸越大，越高，工程量及投资增大。越高，工程量及投资增大。l型式：型式： 直锥形直锥形用于小型水轮机用于小型水轮机 弯锥形弯锥形用于卧轴水轮机用
4、于卧轴水轮机 弯肘形弯肘形（大中型电站）（大中型电站） 弯肘型尾水管弯肘型尾水管l减小厂房开挖深度，水力性能好，大中型号水轮机均采用减小厂房开挖深度，水力性能好，大中型号水轮机均采用弯肘型尾水管。弯肘型尾水管。组成：组成：直锥段、肘管、出口扩散段。直锥段、肘管、出口扩散段。 1. 进口直锥段：进口直锥段：l进口直锥段是一个垂直的圆锥形扩散管，进口直锥段是一个垂直的圆锥形扩散管，D3为为直锥管进口直径，直锥管进口直径，为锥管单边扩散角。为锥管单边扩散角。l混流式：直锥管与基础环相接，混流式：直锥管与基础环相接，(转轮出口直径转轮出口直径)， =7 9l轴流式：与转轮室里衬相连接，轴流式：与转轮室
5、里衬相连接，D3=0.937D1，=8 10。lh3直锥段高度，其长度增加将会导致开挖量直锥段高度，其长度增加将会导致开挖量增加。一般在直锥段加钢板衬。增加。一般在直锥段加钢板衬。 2. 肘管：肘管： 90变断面的弯管，进口为圆形断面，出口为矩形断面。变断面的弯管，进口为圆形断面，出口为矩形断面。F进进/F出出=1.3l曲率半径曲率半径R小小离心力大离心力大压力、流速分布不均匀压力、流速分布不均匀hw大。大。R=(0.61.0)D4l为减小转弯处的脱流及涡流损失，肘管出口收缩断面为减小转弯处的脱流及涡流损失，肘管出口收缩断面(hc)： 高高/宽宽=0.25 3、出口扩散段：、出口扩散段：l矩形
6、扩散管，出口宽度矩形扩散管，出口宽度B5，lB5很大时，加隔墩很大时，加隔墩d5=(0.10.15) B5l顶板顶板 =1013，底板水平。底板水平。 4.尾水管的高度与水平长度尾水管的高度与水平长度l尾水管的总高度和总长度是影响尾水管性能的重要因素。尾水管的总高度和总长度是影响尾水管性能的重要因素。lH=h1+h2+h3+h4 h1，h2由转轮结构确定由转轮结构确定; h4肘管高度确定，肘管高度确定，不易变动。不易变动。 H取决于取决于h3。h3大大hw小小w大大开挖加大，工程投资大；开挖加大，工程投资大；lL：机组中心到尾水管出口，机组中心到尾水管出口，L大大F出大出大V出小出小w大大hf
7、大大厂房尺寸加大，一般厂房尺寸加大，一般L=( 3.54.5) D1。 5.推荐尾水管尺寸：推荐尾水管尺寸： 6.尾水管局部尺寸的变更尾水管局部尺寸的变更l厂房设计中，由于地形、地质条件，布置厂房的原因，在厂房设计中，由于地形、地质条件，布置厂房的原因，在不影响尾水管能量指标的前提下，对选出的尾水管尺寸可不影响尾水管能量指标的前提下，对选出的尾水管尺寸可作局部变更。作局部变更。l(1) 减小开挖，减小开挖，h不动，扩散段底板向上倾斜不动，扩散段底板向上倾斜612l(2) 大型反击式水轮机，为减小厂房长度，尾水管不对称大型反击式水轮机，为减小厂房长度，尾水管不对称布置布置l(3) 地下电站：为使岩石稳定，尾水管采用窄深断面地下电站：为使岩石稳定，尾水管采用窄深断面l(4) 加长加长h3、L2
