水力机械 1.ppt

水力机械 水轮机部分 一、定义、参数 水力机械：自然界的水流具有动能和势能，水流的运动和水流的能量可以转换为另一种形式的机械运动和机械能（水轮机）；同样，机械运动和机械能也可以转换成为水流的运动和水流的能量（水泵），水力机械就是实现这中转换的一种机器，前一种为水力原动机，后一种称为水力工作机。 二、水轮机工作参数 水轮机在不同工况下的性能，通常用水轮机的工作水头、流量、出力、效率、及转速等这些转速之间的关系来表示 1）工作水头：水轮机进口断面和尾水管出口断面处单位重量水流能量之差 2）毛水头：上下游水位差（相对压力表示） 3）有效水头：水电站毛水头扣除压力引水系统中水头损失后的净水头 4) 水轮机的流量：水流在单位时间内通过水轮机的体积，m3/s 5)出力和效率 水头为H(m)，流量为Q（m3/s）的水流，通过水轮机时，给予水轮机的输入功率Ns; 设水轮机效率为 水轮机轴端的输出功率，也称水轮机的出力，用N表示 三、水轮机主要类型 冲击式水轮机：完全利用水流动能工作的水轮机 反击式水轮机：同时利用水流动能和势能工作的水轮机 双击式水轮机：特点是由喷嘴出来的射流首先从转轮外缘冲击叶片(约占总转换能量的70%),接着水流又自内缘再一次冲击叶片，适用水头范围为5~80m。 水斗式水轮机：特点是由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗而做功，水头范围100~2000m。 斜击式水轮机：由喷嘴出来的射流，是沿着与转轮平面成某一角度（通常取22.5°）的方向冲击转轮，实用水头范围为25~300m。。 混流式水轮机：水流流经转轮时，以辐向从四周进入转轮而以轴向流出转轮（30~700m） 轴流式水轮机：水流流经转轮时，以轴向从四周进入转轮而又以轴向流出转轮（3~50m） 斜流式水轮机：水流流经转轮时倾斜于轴向(40~120m) 贯流式水轮机：适用水头小于20m。 灯泡贯流式水轮机： 水轮机效率：水轮机将水流输入功率转变为输出的机械功率的过程中存在各种损失，包括水力沿程损失和局部损失，漏水容积损失和机械摩擦损失等水轮机最优工况：水轮机效率达到最高值时（进口无撞击损失，出口无涡流损失）的运行工况。在最优工况时，水轮机中水流的状况最为良好，稳定性最好，汽蚀性能良好。水轮机的运行工况是经常变动的，在运行时，应注意尽可能使水轮机经常在此最优工况下工作，以获取更多的电能。 汽蚀：高速水流的高度湍动，在水流中局部压强低于某一定数值时，水流中放出气泡，气泡随水流带走，到下游高压区时，内外压差使气泡突然溃灭，因此产生巨大的冲击力，大小有几个甚至十几个大气压强，，对水轮机过流金属表面产生剥蚀现象。 水锤：当有压管中的流速因某种外界原因发生急剧变化时，将引起液体内部压强产生迅速交替升降现象，这种交替升降的压强作用在管壁、阀门或者其他管路原件上好像锤击一样，故称为水击或水锤。若是关闭阀门，则引起水管中首先发生压强急剧升高；若是开启阀门，则引起水管中首先发生压强急剧下降，有时会达到很大的值，可能导致管道系统发生强烈的振动，管道严重变形甚至爆裂 在水力发电输水路与钢管之间常设有平压塔，便是在减缓水锤之压力波往水路上游传递之强度，或于管路间设置释压阀将过大之压力予以释放，有些气体管路则设置有气室。但最为有效、最低成本的安全做法是：开启或关闭阀门时，阀门之开孔避免过快关闭，避免使管路中之水流速度发生遽烈改变。 水轮机的飞逸转速：机组在正常运行时为额定转速不变，当机组因某些事故突然丢弃全部负荷时，输出功率为零，此时如果由于调速系统失灵或者因其他原因使导叶不能关闭，水流的输入功率依然存在，则水轮机因空转而使转速升高，当水流的能量与转速升高时的机械摩擦损失能量相平衡时，转速达到某一稳定最大值，这个最大的空转转速称为水轮机的飞逸转速。 四、水轮机的调速设备 水轮机调节的任务：是迅速改变机组出力使之适应于外界负荷的变化，以保证机组的转速即供电频率恢复或保持在允许范围以内，并在机组之间进行负荷分配达到经济合理的运行。 1、调速器工作原理 2、调速系统的油压装置 2.分类： （1）分离式： 压力油罐与回油箱分开布置。 （2）组合式： 压力油罐与回油箱装在一起。（中小调速器采用） 3.油压装置的型号： 泵部分 （5）止回阀 二.离心泵的分类 (1)按流体吸入叶轮的方式：单吸式泵 双吸式泵 (2)按级数分类：单级泵 多级泵 (3)按泵体形式分类：蜗壳泵 筒形泵 (4)按主轴安放情况分类：卧式泵 立式泵 斜式泵 我厂消防供水、公用技术供水、检修排水均用单级双吸离心泵 三.离心泵