10 水轮机尾水管.ppt

10_水轮机尾水管第一节尾水管的作用、型式
一、尾水管的作用
第十章水轮机尾水管
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转轮所获得能量等于转轮进出口之间的能量差:
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转轮获得能量:
2 . 设尾水管时:
根据2-2至5-5断面能量方程:
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可得:
设尾水管后,转轮所获得能量:
水轮机多获得的能量:
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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,真空由两部分组成:
静力真空:H2(落差),也称为吸出高度Hs;
动力真空(转轮出口的部分动能)
3. 尾水管的作用
(1) 汇集转轮出口水流,排往下游。
(2) 当Hs>0时,利用静力真空。
(3) 利用动力真空Hd。
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尾水管的动能恢复系数
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ηw表示
ηw > 时,效果较好;≦~,效果较差。
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第二节尾水管主要尺寸确定
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。
尾水管尺寸越大,η越高,工程量及投资增大。
型式:
直锥形——用于小型水轮机
弯锥形——用于卧轴水轮机
弯肘形——(大中型电站)
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弯肘型尾水管
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。组成:直锥段、肘管、出口扩散段。
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1. 进口直锥段:
进口直锥段是一个垂直的圆锥形扩散管,D3为直锥管进口直径,θ为锥管单边扩散角。
混流式:直锥管与基础环相接,(转轮出口直径), θ=7°~ 9°
轴流式:与转轮室里衬相连接,D3=,θ=8°~ 10°。
h3——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。
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2. 肘管:
90°变断面的弯管,进口为圆形断面,出口为矩形断面。F进/F出=
曲率半径R小——离心力大——压力、流速分布不均匀—hw大。R=(~)D4
为减小转弯处的脱流及涡流损失,肘管出口收缩断面(hc): 高/宽=
3、出口扩散段:
矩形扩散管,出口宽度B5,
B5很大时,加隔墩d5=(~) B5
顶板α=10°~13°,底板水平。
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尾水管的总高度和总长度是影响尾水管性能的重要因素。
H=h1+h2+h3+h4 h1,h2由转轮结构确定; h4肘管高度确定,不易变动。
H取决于h3。h3大→hw小→ηw大→开挖加大,工程投资大;
L:机组中心到尾水管出口,L大→F出大→V出小→ηw大→hf大→厂房尺寸加大,一般L=( ~) D1。
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