水工知識七：水力機(jī)械.doc

水工知識七：水力機(jī)械1.什么是水力機(jī)械？分為幾類？在液體的水和固體機(jī)械之間進(jìn)行機(jī)械能轉(zhuǎn)換的機(jī)器稱為水力機(jī)械。水力機(jī)械可分為水力原動機(jī)、水力工作機(jī)、可逆式水力機(jī)械、液力傳動裝置和水力推進(jìn)器等五類。前兩類是基本的，而后三類是派生的。2.水輪機(jī)有哪些工作參數(shù)？水輪機(jī)的基本工作參數(shù)有水頭、流量、轉(zhuǎn)速、出力和效率。水輪機(jī)水頭是指水輪機(jī)進(jìn)口斷面與其出口斷面的單位重量水流能量的差值，用H表示，單位為m。水輪機(jī)流量是指單位時間內(nèi)通過水輪機(jī)過水?dāng)嗝娴乃黧w積。水輪機(jī)轉(zhuǎn)速是指水輪機(jī)主軸每分鐘旋轉(zhuǎn)的次數(shù)。水輪機(jī)出力是指水輪機(jī)軸端輸出的功率。水輪機(jī)效率是指水輪機(jī)出力與水流出力之比。3.水輪機(jī)有哪幾種類型？水輪機(jī)可分為反擊式和沖擊式兩大類。反擊式水輪機(jī)包括混流式水輪機(jī)(HL)、軸流定槳式水輪機(jī)(ZD)、軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)(ZZ)、斜流式水輪機(jī)(XL)、貫流定獎式本輪機(jī)(GD)和貫流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)(GZ)六種型式。沖擊式水輪機(jī)包括水斗式(切擊式)水輪機(jī)(CJ)、斜擊式水輪機(jī)(XJ)和雙擊式水輪機(jī)(SJ)三種形式。4.什么是反擊式水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī)？將水流的位能、壓能和動能轉(zhuǎn)換成固體機(jī)械能的水輪機(jī)稱為反擊式水輪機(jī)。將水流的動能轉(zhuǎn)換成固體機(jī)械能的水輪機(jī)稱為沖擊式水輪機(jī)。5.混流式水輪機(jī)的特點及適用范圍？混流式水輪機(jī)又稱法蘭斯式水輪機(jī)，水流由徑向進(jìn)入轉(zhuǎn)輪，大體沿軸向流出?；炝魇剿啓C(jī)應(yīng)用水頭范圍較大，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，效率高。是現(xiàn)代應(yīng)用最廣泛的水輪機(jī)之一。水頭適用范圍50700m。6.輪流式水輪機(jī)的特點及適用范圍？軸流式水輪機(jī)，轉(zhuǎn)輪區(qū)域內(nèi)水流沿軸向流動，水流在導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪間由徑向轉(zhuǎn)為軸向。定槳式結(jié)構(gòu)簡單,但它在偏離設(shè)計工況時效率會急劇下降,適用于功率不大及水頭變化幅度較小的電站,一般水頭范圍350m。轉(zhuǎn)槳式結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，它通過槳葉的轉(zhuǎn)動與導(dǎo)葉的轉(zhuǎn)動相互配合，實現(xiàn)導(dǎo)葉與槳葉的雙重調(diào)節(jié)，擴(kuò)大了高效區(qū)的出力范圍，有較好的運(yùn)行穩(wěn)定性。目前，應(yīng)用水頭范圍從幾米直到5070m。7.斜流式水輪機(jī)的特點及適用范圍？斜流式水輪機(jī)，水流對于主軸是斜向流動的，它是50年代發(fā)展起來的一種機(jī)型，與軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)相似，葉片可以轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)雙重調(diào)節(jié)，有較寬的高效率區(qū)。適用水頭范圍40700m。這種水輪機(jī)常被用來作可逆式水力機(jī)械，在抽水蓄能電站中較為多見。8.水斗式水輪機(jī)的特點及適用范圍？水斗式水輪機(jī)又稱培爾頓(Petion)水輪機(jī)，它靠從噴嘴出來的射流沿轉(zhuǎn)輪圓周切線方向沖擊轉(zhuǎn)輪斗葉而做功。水斗式水輪機(jī)應(yīng)用水頭較高，小型水斗式用于水頭40250m，大型水斗式用在水頭4004500m。9.斜擊式水輪機(jī)的特點及適用范圍？斜擊式水輪機(jī)，噴嘴出來的射流，在進(jìn)口與轉(zhuǎn)能平面成一角(通常為22.5度)。這種水輪機(jī)用在中小型水電站中，水頭適用范圍在400m以下。10.水斗式水輪機(jī)的基本構(gòu)造如何？水斗式水輪機(jī)有以下幾個過流部件，它們的主要功用如下：(l)噴嘴由上游壓力水管來的水流經(jīng)噴嘴后形成一股射流沖擊到轉(zhuǎn)輪上，在噴嘴內(nèi)水流的壓力能被轉(zhuǎn)換成射流的動能。(2)噴針借助于噴針的移動，改變用噴嘴噴出的射流直徑，因而也改變了水輪機(jī)的進(jìn)水流量。(3)轉(zhuǎn)輪它由圓盤和固定在它上面的若干個水斗組成，射流沖向水斗，將自己的動能傳給水斗，從而推動轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)作功。(4)折向器它位于噴嘴和轉(zhuǎn)輪之間，當(dāng)水輪機(jī)突減負(fù)荷時，折向器迅速地使噴向水斗的射流偏轉(zhuǎn)。此時噴針將緩慢地關(guān)閉到與新負(fù)荷相適應(yīng)位置。當(dāng)噴針穩(wěn)定在新位置后，折向器又回到射流原來位置，準(zhǔn)備下一次動作。(5)機(jī)殼使作完功的水流流暢地排至下游，機(jī)殼內(nèi)壓力與大氣壓相當(dāng)。機(jī)殼也用來支撐水輪機(jī)軸承。11.如何讀懂得水輪機(jī)的牌號？根據(jù)我國JBB8474“水輪機(jī)型號編制規(guī)則”規(guī)定，水輪機(jī)牌號由三部分組成，每一部分之間用“”分開。第一部分的符號是該水輪機(jī)型式的漢語拼音的第一個字母，阿拉伯?dāng)?shù)字表示該水輪機(jī)的特征比轉(zhuǎn)速。第二部分由兩個漢語拼音字母組成，前一個表示水輪機(jī)主軸的布置型式，后一個表示引水室特征。第三部分是以厘米為單位的轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑。各種型式水輪機(jī)的代表符號見表1。主軸布置型式及引水室特征的代表符號見表2。13.各種類型水輪機(jī)的標(biāo)稱直徑是如何規(guī)定的？混流式水輪機(jī)標(biāo)稱直徑是轉(zhuǎn)輪葉片進(jìn)口邊上的最大直徑，即轉(zhuǎn)輪下環(huán)與葉片進(jìn)口邊交點處直徑。軸流式和斜流式水輪機(jī)標(biāo)稱直徑是轉(zhuǎn)輪葉片軸線與轉(zhuǎn)輪室相交處的轉(zhuǎn)輪室內(nèi)徑。水斗式水輪機(jī)標(biāo)稱直徑是轉(zhuǎn)輪與射流中正線相切的節(jié)圓直徑。14.水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的主要原因是什么？水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的原因比較復(fù)雜，一般認(rèn)為：水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪內(nèi)壓力分布不均勻，如轉(zhuǎn)輪相對下游水位要裝得過高，高速水流流經(jīng)低壓區(qū)時，易于達(dá)到汽化壓力而產(chǎn)生汽泡。當(dāng)水流流到高壓區(qū)時，由于壓力增大，汽泡凝結(jié)，水流質(zhì)點以高速度向汽泡中心的撞擊，以填充凝結(jié)所產(chǎn)生的空隙，從而產(chǎn)生極大的水力沖擊和電化學(xué)作用，使葉片受到剝蝕產(chǎn)生麻點及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞。15.預(yù)防水輪機(jī)產(chǎn)生汽蝕的主要措施有哪些？水輪機(jī)汽蝕的后果是使水輪機(jī)產(chǎn)生噪音、振動和效率急劇降低，使葉片受到剝蝕，產(chǎn)生麻點及蜂窩性孔隙，甚至被穿透而形成孔洞，從而使機(jī)組受到損壞不能運(yùn)行。因此在運(yùn)行中應(yīng)力求避免汽蝕。目前，預(yù)防和減輕汽蝕損壞的主要措施有：(l)正確進(jìn)行水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的設(shè)計，減小水輪機(jī)汽蝕系數(shù)。(2)提高制造質(zhì)量，保證葉片的幾何形狀和相對位置正確，注意表面平滑光潔。(3)采用抗汽蝕材料，減輕汽蝕破壞如不銹鋼轉(zhuǎn)輪。(4)正確確定水輪機(jī)的安裝高程。(5)改善運(yùn)行條件，不使水輪機(jī)長期地在低水頭和低負(fù)荷下運(yùn)行。通常