轴流转桨式水轮机模型综合特性曲线的绘制.ppt

第二节水轮机特性曲线的类型概述
一、几个基本概念
1、水轮机特性
水轮机在不同工况下运行时，各运行参数(H，Q，n，N，η，б)及这些参数之间的关系，称水轮机的特性。
由于水轮机水流条件复杂，研究水轮机的特性需要理论与实验相结合。2、模型试验
原型：尺寸大，试验困难，不经济。
模型：(D:250～460mm，H：2～6m)
3、相似理论
研究相似水轮机之间存在的相似规律，并确立这些参数之间的换算关系的理论。二、水轮机相似条件2、运动相似：
(1)过流通道的对应点的速度方向相同。
(2)过流通道的对应点的速度大小对成比例，即速度三角形相似。
同一轮系水轮机，保持运动相似的工作状况——相似工况
3、动力相似(压力、惯性力、重力、摩擦力等)
同一轮系水轮机，水流对应点所受的同名作用力方向相同、大小成比例。三、单位参数(在不同轮系之间进行比较)1、单位流量

2、单位转速

3、单位出力

通常用Q1'，n1'表示水轮机的运行工况。当几何相似，单位流量和单位转速对应相等时，两个水轮机工况相似。
对同一轮系水轮机在不同的工况下单位参数分别为一常数(工况不同，单位参数不同)。
单位参数由模型试验得出→原形水轮机的参数(相应工况)。
水轮机在最优工况下的单位参数——最优单位参数，用(Q'10,n'10,N'10)表示。四、水轮机的比转速水轮机牌号中的转轮型号，即是比转速。
不同的轮系，有不同的比转速。目前，各种类型的水轮机比转速的大致范围为：
贯流式：ns=600-1000
轴流式：ns=200-850
斜流式：ns=150-350
混流式：ns=50-300
水斗式：ns=10-35(单喷嘴)图（a）是横轴以出力为自变量时流量、开度、效率的变化，当出力为零时，水轮机的效率为零，相应的开度为空载开度、流量为空载流量。图(b)表示横轴以流量为自变量时，水轮机出力、效率、开度的变化，出力为零处即空载工况。图（c)是横轴以开度为自变量时，水轮机的出力、流量、效率的变化，出力、效率为零处是空载工况。三种曲线实质是同一种曲线的不同表达方式，它们之间可以相互转换。综合特性曲线是多参数之间的关系曲线。
以(n1',Q1')为坐标场，绘制η、a0、б等值线。
首先计算各个工况点:

(1)等开度线绘制
(2)等效率线绘制
(3)5%出力限制线绘制
(4)等汽蚀线绘制第四节水轮机模型综合特性曲线的绘制水轮机能量实验通常是在固定H和固定下，通过控制水轮机转矩去调节水轮机的转速，从而测得统一导叶开度下一系列工况点的性能参数。按照个实验工况点的水头、流量及转速，用相似律公式可以求出各工况点的和，将各工况点绘到图上如图所示的坐标系，用光滑曲线将各点
连接，即得到模型水轮机的等开度线。2、等效率线的绘制3、出力限制线的绘制③根据各交点对应的、值作出某下的曲线，从曲线上找到最大单位出力P11max的对应点P。
4、等空化系数线的绘制二、轴流转桨式水轮机模型综合特性曲线的绘制1、等叶片转角线的绘制
①在特性曲线上作不同的等于常数的直线，该直线与各角的等效率线相交得若干交点，根据各交点的和值在图示的坐标系内描点，并将各点用光滑的曲线连线即可得到某
下各角的η＝f（Q11）曲线。
②作各角下的曲线的包络线，并找出该包络线与各角的曲线的切点。
③同样方法作出不同n11时的曲线的包络线并找出包络线与曲线的切点，将同角的各切点按其坐标参数描点到坐标图上，用光滑曲线连接各点即得到一条等角线。同样方法可绘出其他叶片转角所对应的等角线。2、等开度线的绘制3、效率线的绘制4、等空化系数线的绘制混流式水轮机的模型综合特性曲线混流式水轮机模型综合特性曲线混流式水轮机模型综合特性曲线轴流转浆式水轮机的模型综合特性曲线轴流定浆式水轮机的模型综合特性曲线冲击式水轮机的模型综合特性曲线