水电站毕业设计(4)

西华大学毕业设计说明书

N/kW5430.20.30.40.5311t图1-5辅助曲线N1t?f（Q1t）

(2)HL160/D40：转轮直径D1=1.3m，转速n=750r/min

n1tr?nN1t?D11.3?750??75.4r/min Hr167ND1Hr232?41.7?1031.32?16732=5.71kW

表1-14 辅助曲线N1t?f（Q1t）计算数据表

?m ?t??m??? 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89 0.868 0.878 0.888 0.898 0.0.908 Q1ti?Q1mim/s3 0.417 0.442 0.462 0.495 0.521 N1t( kW) 3.55 3.79 4.02 4.36 4.64 14

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N/kW5430.20.30.40.5Qm/s11t

图1-6辅助曲线N1t?f（Q1t）

综上图所得真是工况点B如表1-15

表1-15各转速下真是工况点B

机组台数 额定转速r/min 单位转速n11.tr 单位流量Q11.tr 0.542 0.572 0.583 0.595 0.592 0.63 63 73.5 58.03 69.6 60.36 75.4 428.6 2 500 500 3 600 600 4 750 1.10.2 工作范围的检查

最大水头Hmax下，对应一个n1min；最小水头下Hmin下，对应一个n1max。这2条直线之间应包含主要综合特性曲线的优效率区；同时，B点应在最优工况点的附近，则可认为所选择的D1和n是合理的、正确的，否则应重新选择D1和n的值。

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最大水头Hmax=178.3m，n1min?nD1Hmax

最小水头Hmin=144.6m，n1max?nD1； Hmin下面分别求出各种方法下的n1min和n1max大小，计算结果见表1-16。

表1-16 n1min和n1max大小 机组台数 转轮直径D1（cm） 转速n n1min (r/min) 60.9 71.1 56.2 67.4 58.4 68.1 n1max (r/min) 67.7 79 62.4 74.8 64.8 81.1 (r/min) 428.6 2 1.9 500 500 3 1.5 600 600 4 1.3 750

各方案的工作范围及真实工况点B如下图所示：

图1-7 D1=1.9m，额定转速=428.6r/min 图1-8 D1=1.9m，额定转速=500r/min

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图1-9 D1=1.5m，额定转速=500/min 图1-10 D1=1.5m，额定转速=600r/min

图1-11 D1=1.3m，额定转速=600r/min 图1-12 D1=1.3m,额定转速=750r/min

综上各种方案的工作范围和真实工况点B的检查，可得选用HL160/D40，转轮直径D1=1.9m，额定转速n=428.6r/min。 1.11 确定水轮机导叶的最大可能开度aok

在模型机和真机保持几何相似时，有：

a0max?a0max，mD0Z0m(mm) D0mZ0

式中：D0，D0m—分别为真机，模型机的导叶分布直径；

Z0，Z0m—分别为真机，模型机的导叶数；查阅《水轮机》表8-1得Z0=16，由中小型混流式水轮机模型转轮主要参数表得Z0m =20；

aoma—xB点的模型开度值，查阅HL160/D46模型转轮综合特性曲线得a0max=29.6mm；

计算结果得：a0max=176mm。

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因此，导叶的最大可能开度：

aok =1.05 a0max

= 184mm

1.12计算水轮机额定流量Qr

Qr的计算公式：

Qr?N

9.81?tHr式中：N—水轮机的轴功率，kW； Hr—设计水头，m；

?t—设计工况点B的真机效率，?t =0.914； 计算结果得：Qr=27.8m3/s。 1.13确定水轮机的允许吸出高度Hs

计算时可选择Hmin、Hr、Hmax等若干水头分别计算Hs，从中选择一个最小值作为允许吸出高度，本次设计计算Hmin，Hmax下的Hs，选择最小值作为水轮机的允许吸出高度。

水轮机允许吸出高度Hs按下式计算：

Hs?10??/900?（????）H

式中： ?—水电站水轮机安装海拔高度，?=395.5m

由《水轮机》查得，在HL160/D40?—各对应水头下的工况点的空蚀系数；

模型转轮综合特性曲线上（n1m，Q1m)所对应的?值；

??—空蚀系数的修正值；由《水轮机》图3-7查的??=0.02。

在进行各水头的工况点空蚀系数查找时，需作辅助曲线N1t?f（Q1t），为此列表计算，结果见表2-17并得出各水头下的辅助曲线图1-13和图1-14。且在各水头

N下，N1t?为已知，从辅助曲线上即可找到该水头下发出的额定功率的工32D1Hr2况点，从而得出其空蚀系数。

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