畢業(yè)設(shè)計水利水電工程英文文獻(xiàn)翻譯

畢業(yè)設(shè)計水利水電工程英文文獻(xiàn)翻譯外文文獻(xiàn)：hydraulicturbinesandhydro-electricpowerAbstractPowermaybedevelopedfromwaterbythreefundamentalprocesses:byactionofitsweight,ofitspressure,orofitsvelocity,orbyacombinationofanyorallthree.InmodernpracticethePeltonorimpulsewheelistheonlytypewhichobtainspowerbyasingleprocesstheactionofoneormorehigh-velocityjets.Thistypeofwheelisusuallyfoundinhigh-headdevelopments.Faradayhadshownthatwhenacoilisrotatedinamagneticfieldelectricityisgenerated.Thus,inordertoproduceelectricalenergy,itisnecessarythatweshouldproducemechanicalenergy,whichcanbeusedtorotatethe‘coil’.Themechanicalenergyisproducedbyrunningaprimemover(knownasturbine)bytheenergyoffuelsorflowingwater.Thismechanicalpowerisconvertedintoelectricalpowerbyelectricgeneratorwhichisdirectlycoupledtotheshaftofturbineandisthusrunbyturbine.Theelectricalpower,whichisconsequentlyobtainedattheterminalsofthegenerator,isthentransitedtotheareawhereitistobeusedfordoingwork.heplantormachinerywhichisrequiredtoproduceelectricity(i.e.primemover+electricgenerator)iscollectivelyknownaspowerplant.Thebuilding,inwhichtheentiremachineryalongwithotherauxiliaryunitsisinstalled,isknownaspowerhouse.Keywordshydraulicturbineshydro-electricpowerclassificationofhydelplantsheadschemeTherehasbeenpracticallynoincreaseintheefficiencyofhydraulicturbinessinceabout1925,whenmaximumefficienciesreached93%ormore.Asfarasmaximumefficiencyisconcerned,thehydraulicturbinehasaboutreachedthepracticablelimitofdevelopment.Nevertheless,inrecentyears,therehasbeenarapidandmarkedincreaseinthephysicalsizeandhorsepowercapacityofindividualunits.Inaddition,therehasbeenconsiderableresearchintothecauseandpreventionofcavitation,whichallowstheadvantagesofhigherspecificspeedstobeobtainedathigherheadsthanformerlywereconsideredadvisable.Theneteffectofthisprogresswithlargerunits,higherspecificspeed,andsimplificationandimprovementsindesignhasbeentoretainforthehydraulicturbinetheimportantplacewhichithaslongheldatoneofthemostimportantprimemovers.1.typesofhydraulicturbinesHydraulicturbinesmaybegroupedintwogeneralclasses:theimpulsetypewhichutilizesthekineticenergyofahigh-velocityjetwhichactsupononlyasmallpartofthecircumferenceatanyinstant,andthereactiontypewhichdevelopspowerfromthecombinedactionofpressureandvelocityofthewaterthatcompletelyfillstherunnerandwaterpassages.Thereactiongroupisdividedintotwogeneraltypes:theFrancis,sometimescalledthereactiontype,andthepropellertype.Thepropellerclassisalsofurthersubdividedintothefixed-bladepropellertype,andtheadjustable-bladetypeofwhichtheKaplanisrepresentative.1.1impulsewheelsWiththeimpulsewheelthepotentialenergyofthewaterinthepenstockistransformedintokineticenergyinajetissuingfromtheorificeofanozzle.Thisjetdischargefreelyintotheatmosphereinsidethewheelhousingandstrikesagainstthebowl-shapedbucketsoftherunner.Ateachrevolutionthebucketenters,passesthrough,andpassesoutofthejet,duringwhichtimeitreceivesthefullimpactforceofthejet.Thisproducesarapidhammerblowuponthebucket.Atthesametimethebucketissubjectedtothecentrifugalforcetendingtoseparatethebucketfromitsdisk.Onaccountofthestressessoproducedandalsothescouringeffectsofthewaterflowingovertheworkingsurfaceofthebowl,materialofhighqualityofresistanceagainsthydraulicwearandfatigueisrequired.Onlyforverylowheadscancastironbeemployed.Bronzeandannealedcaststeelarenormallyused.1.2FrancisrunnersWiththeFrancistypethewaterentersfromacasingorflumewitharelativelylowvelocity,passesthroughguidevanesorgateslocatedaroundthecircumstance,andflowsthroughtherunner,fromwhichitdischargesintoadrafttubesealedbelowthetail-waterlevel.Alltherunnerpassagesarecompletelyfilledwithwater,whichactsuponthewholecircumferenceoftherunner.Onlyaportionofthepowerisderivedfromthedynamicactionduetothevelocityofthewater,alargepartofthepowerbeingobtainedfromthedifferenceinpressureactingonthefrontandbackoftherunnerbuckets.Thedrafttubeallowsmaximumutilizationoftheavailablehead,bothbecauseoftheWaterpassesfromtheoceantothebasinduringhightides,andthusrunningtheturbinesandgeneratingelectricpower.Duringlowtide，thewaterfromthebasinrunsbacktoocean,whichcanalsobeutilizedtogenerateelectricpower,providedspecialturbineswhichcangeneratepowerforeitherdirectionofflowareinstalled.Suchplantsareusefulatplaceswheretidalrangeishigh.RancepowerstationinFranceisanexampleofthistypeofpowerstation.Thetidalrangeatthisplaceisoftheorderof11meters.Thispowerhousecontains9unitsof38,000kW.4.Hydro-plantsorhydroelectricschemesmaybeclassifiedonthebasisofoperatingheadonturbinesasfollows:①lowheadscheme(head<15m),②mediumheadscheme(headvariesbetween15mto60m),③highheadscheme(head>60m).Theyaredescribedbelow:(1)Lowheadscheme.Alowheadschemeisonewhichuseswaterheadoflessthan15metersorso.Arunoffriverplantisessentiallyalowheadscheme,aweirorabarrageisconstructedtoraisethewaterlevel,andthepowerhouseisconstructedeitherincontinuationwiththebarrageoratsomedistancedownstreamofthebarrage,wherewateristakentothepowerhousethroughanintakecanal.(2)MediumheadschemeAmediumheadschemeisonewhichusedwaterheadvaryingbetween15to60metersorso.Thisschemeisthusessentiallyadamreservoirscheme,althoughthedamheightismediocre.Thisschemeishavingfeaturessomewherebetweenlowhadschemeandhighheadscheme.(3)Highheadscheme.Ahighheadschemeisonewhichuseswaterheadofmorethan60morso.Adamofsufficientheightis,therefore,requiredtobeconstructed,soastostorewaterontheupstreamsideandtoutilizethiswaterthroughouttheyear.Highheadschemesuptoheightsof1,800metershavebeendeveloped.Thecommonexamplesofsuchaschemeare:Bhakradamin(Punjab),Rihanddamin(U.P.),andHooverdamin(U.S.A),etc.Thenaturallyavailablehighfallscanalsobedevelopedforgeneratingelectricpower.Thecommonexamplesofsuchpowerdevelopmentsare:JogFallsinIndia,andNiagaraFallsinU.S.A.水輪機和水力發(fā)電摘要水的能量可以通過三種基本方法來獲得：利用水的重力作用、水的壓力作用或水的流速作用，或者其中任意兩種或全部三種作用的組合。在如今的實際應(yīng)用中，佩爾頓式水輪機或沖擊式水輪機是唯一只利用其中一種方法來獲取水能的，即利用一束或者好幾束高速的水流的作用獲得能量的一種水輪機。這種類型的水輪機通常應(yīng)用在高水頭電站上。法拉第曾經(jīng)指出：線圈在磁場中旋轉(zhuǎn)，就產(chǎn)生了電。因此，為了獲得電能，我們必須產(chǎn)生使“線圈”旋轉(zhuǎn)的機械能。用燃料或流水的能量帶動原動機（稱為渦輪機）就產(chǎn)生了機械能。這種機械能轉(zhuǎn)換成電能是通過電動機來實現(xiàn)的，電動機直接連接在渦輪機軸上，由渦輪機驅(qū)動。因此，就在發(fā)電機的出線端獲得電能，然后輸送到需要它做功的地區(qū)。發(fā)電需要的裝置或機械（即原動機+發(fā)電機）統(tǒng)稱為動力設(shè)備。安置所有機械和其他輔助設(shè)施的建筑稱為發(fā)電廠。關(guān)鍵詞水輪機水力發(fā)電水電站種類水頭系統(tǒng)從1925年開始，水輪機的最高效率達(dá)到93%或稍微高一點就沒有再提高了。就最大效率而言，水輪機的對水能的利用率已經(jīng)達(dá)到了實際發(fā)展的極限了。然而，在最近幾年里，水輪機的大小和單機容量卻增長的很快。另外，人們還對引起空蝕的原因以及怎樣預(yù)防空蝕做了很多的研究，這些研究使得我們能夠在高于以前認(rèn)為的合適水頭下獲得更高的比轉(zhuǎn)速。更大的機組，更高的比轉(zhuǎn)速，以及水輪機的設(shè)計上的簡化和改進(jìn)，這幾個方面的進(jìn)步使得水輪機一直以來在作為原動力之一擁有很重要的地位。1.水輪機的類型水輪機可以分為兩大類：沖擊式水輪機——利用高速水流沖擊水輪機的一小部分時產(chǎn)生的動能；反擊式水輪機——利用充滿轉(zhuǎn)輪和過水道的水流所擁有的水的壓力和流速兩者相結(jié)合來獲得動力。反擊式系列又分成兩種通用的型式：弗朗西斯式（有時稱作反擊式）以及旋槳式。旋槳式又進(jìn)一步再分為定輪葉式水輪機和以卡普蘭式代表的轉(zhuǎn)葉式水輪機。1.1沖擊式水輪機在沖擊式水輪機上，壓力鋼管中的水從噴嘴孔口中射出，這時水的的勢能轉(zhuǎn)換成動能。射流自由地射入水輪室內(nèi)的空氣中，撞擊在轉(zhuǎn)輪的碗狀戽斗上。戽斗每旋轉(zhuǎn)一周進(jìn)入射流、經(jīng)過并從射流轉(zhuǎn)出一次。在這段時間內(nèi)戽斗承受著射流的全部沖擊力。這種沖擊力產(chǎn)生一個高速錘擊沖打在戽斗上。與此同時，戽斗受到離心力的作用而有脫離它的座盤的趨勢，由此而產(chǎn)生的應(yīng)力以及水流在戽斗的碗狀工作面上的沖刷作用都很大，因而需要選用能抵御水力磨損和疲勞的高質(zhì)量材料，一般都采用青銅和韌化鑄鋼，只有水頭很低時才能用鑄鐵。1.2弗朗西斯式轉(zhuǎn)輪就弗朗西斯式水輪機來說，來自蝸殼或水槽內(nèi)的流速較低的水，通過位于轉(zhuǎn)輪周圍的導(dǎo)葉或一些閘門，然后流經(jīng)轉(zhuǎn)輪，并從轉(zhuǎn)輪泄入安置在尾水位以下而不與大氣相通的尾水管內(nèi)。由于水充滿所有的水道并作用在轉(zhuǎn)輪的整個周圍，因此，僅有一小部分動力來自水的流速所引起的動力作用，而大部分動力則都通過作用在轉(zhuǎn)輪葉片前后工作面上的壓力差取得。尾水管可以使能利用的水頭得到充分的利用，這一方面是由于轉(zhuǎn)輪下面垂直水柱所產(chǎn)生的吸出作用，另一方面是由于尾水管的出口面積大于緊接轉(zhuǎn)輪下喉管的面積，從而使水流離開轉(zhuǎn)輪葉片時的一部分動能得以利用。1.3旋槳式轉(zhuǎn)輪旋槳式機組最適用于低水頭電站，在它適用的水頭范圍內(nèi)，已產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效果。這種水輪機的轉(zhuǎn)速比較高，以致使發(fā)電機的價格較低，并使發(fā)電廠房的水下結(jié)構(gòu)和水上結(jié)構(gòu)的尺寸都比較小。低水頭、小功率的旋槳式轉(zhuǎn)輪，有時用鑄鐵來制造。水頭高于20英寸時，都用一種更為可靠的材料──1.4轉(zhuǎn)葉式水輪機轉(zhuǎn)葉旋槳式水輪機是從定輪葉旋槳式水輪機發(fā)展而成的?？ㄆ仗m式水輪機是這類水輪機中為人們最為熟悉的一種。它的葉片可由液壓伺服器調(diào)整到效率最大的角度。利用伺服器上的凸輪能使葉片的角度隨閥門的開啟位置而變化，從而在所有各種滿負(fù)載百分率情況下都能保持高效率。由于轉(zhuǎn)葉旋槳式水輪機組在閘門各種開度情況下效率都高，因此，它特別適用于那些必須在變負(fù)載和變水頭條件下運行的低水頭電站上。當(dāng)然，這種機組的投資費用和維護費用要高于只能在一個最大效率點上運行的定輪葉旋槳式水輪機組。2火電和水電如上所述，渦輪機葉片是由燃料或流水的能量帶動的。用燃料產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動蒸汽渦輪機時，所產(chǎn)生的電稱為火電。由于產(chǎn)生蒸汽的燃料是一般燃料如煤、燃料油等，或是原子能燃料即核燃料。直接燃燒煤產(chǎn)生水蒸氣，煤是最簡便、最古老的一種燃料。柴油等也可以作為產(chǎn)生蒸汽的燃料。原子燃料如鈾、釷也可用于產(chǎn)生蒸汽。用傳統(tǒng)燃料如煤、燃料油等（稱為礦物燃料）產(chǎn)生蒸汽來帶動水輪機時，這種發(fā)電廠一般稱為普通火力發(fā)電廠或熱電廠。但當(dāng)原子燃料用于產(chǎn)生蒸汽時，這種發(fā)電廠（基本上屬于火力發(fā)電廠）稱為原子能發(fā)電廠或核電廠。一般火力發(fā)電廠是用鍋爐產(chǎn)生蒸汽的，而原子能發(fā)電站是用核反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器代替鍋爐產(chǎn)生蒸汽的。這兩種情況產(chǎn)生的電能稱為火電。該系統(tǒng)稱為火力發(fā)電系統(tǒng)。然而，用流水的能量驅(qū)動水輪機時，所產(chǎn)生的電稱為水電。這種系統(tǒng)稱為水力發(fā)電系統(tǒng)，而發(fā)電廠稱為水力發(fā)電廠或水電站。在水電系統(tǒng)中必須使具有一定勢能和一定數(shù)量的水流流經(jīng)水輪機。勢能使水流動，驅(qū)動水輪機的葉片，這樣與水輪機連接的發(fā)電機就發(fā)出電能。本章只涉及水力發(fā)電系統(tǒng)的內(nèi)容。3水力發(fā)電站的種類根據(jù)水力特性把水力發(fā)電站分為下列幾種：①徑流式電站，②蓄水式電站，③抽水蓄能電站，④潮汐電站。各類電站分述如下：(1)徑流式電站這類電站是在河流上游無適宜的水庫的情況下利用河流最小流量的電站。有時修建攔河堰壩，把水位提高并保持在預(yù)定的數(shù)值，只允許在很小的范圍內(nèi)變化。它可以單獨為電站服務(wù)，或者主要為其他目標(biāo)服務(wù)，兼顧電站。這種方案基本上是一種低水頭方案，它僅適用于枯水季流量值得開發(fā)的常年性河流。徑流式電站通常具有很小的蓄水庫容，有徑流時方能利用。這個很小的蓄水庫容是為滿足每小時負(fù)荷的變化而設(shè)立的。當(dāng)河道的來水流量大于發(fā)電需要時（在非峰荷期間），多余的水量就暫時蓄存在攔河建筑物上游的小水庫中，以供峰荷期間使用。徑流式電站有諸多例子：楠加爾?海德爾運河的岡古瓦爾和科拉水電站，恒河的默罕默德?普爾和帕特里水電站以及薩爾達(dá)運河的薩爾達(dá)水電站。在灌溉渠道的跌水處修建的電站也屬于徑流式水電站。(2)蓄水式電站蓄水式電站基本都有一足夠大的上游蓄水庫，貯存季風(fēng)季節(jié)到干旱夏季的徑流量，從而提供一個比枯季最小流量大得多的穩(wěn)定流量。在這種設(shè)計方案中，水壩攔河修筑，電站可以布置在腳下，如巴克拉、希陶庫德，里亨得工程等。電站也可能位于大壩下游很遠(yuǎn)的地方。在這種