长沙理工大学水力机械考试题目汇总修订版.doc

第一章 水轮机概述1、水轮机的基本工作参数 代表的符号和单位工作水头 H M流量、 Q M3/s出力和效率 N KW 无量纲工作力矩和转速 M N*m n r/min2、水轮机的设计水头，最大水头，最小水头，净水头设计水头(计算水头)Hr：水轮机发额定出力时的最小水头，最大工作水头：Hmax=Z正-Z下min-hA-B。Z正为上游正常设计水位；Z下min为下游最低水位，一般取一台机组发电时下游水位。最小工作水头: Hmin=Z死-Z下max-hA-B。Z死为上游死水位；Z下max为下游最高水位，一般取全部机组发电时的下游水位或汛期下泄安全泄量时的水位净水头，即等于水电站毛水头扣除压力引水系统中的水头损失后的水头，这也就是水轮机利用的有效水头，表达式为：3.现代水轮机的基本类型适用水头怎么样反击式和冲击式 其中反击式包括 混流式（30-700m） 轴流式（定桨式3-50m 转桨式3-80m） 斜流式（40120m） 贯流式（小于20m）冲击式包括 水斗式（100-2000m） 斜击式（25-300m） 双击式（5-80m） 4反击和冲击水轮机的能量转换特点有何区别反击式水轮机获得的机械能是通过水流的动能和压能变化转换得来的冲击水轮机依靠喷嘴的射流冲击力使转轮转动，利用的是水的动能。5解析水轮机型号HL160-LJ-520混流式水轮机，比转速160，立轴，金属蜗壳，转轮直径为520cm ZZ560-LH-800轴流转桨式水轮机，比转速560，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为800cmGD600-WP-250贯流定桨式水轮机，比转速600，卧轴，灯泡式进水室，转轮直径为250cm2CJ30-W-120/2*10一根轴上有两个转轮的水斗式水轮机，比转速30，卧轴，转轮直径120cm，每个转轮上有两个喷嘴，射流直径为10cmZD600LH600轴流定桨式水轮机，比转速600，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为600cm。HL240LJ550 混流式水轮机，比转速240，立轴，金属蜗壳，转轮直径为550cm。ZZ560LH1130 轴流转桨式水轮机，比转速560，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为1130cm。第二章 水轮机的工作原理1.水轮机根据能量转换特征分类，反击式和冲击式如何分类1)反击式(同时利用水流动能和势能工作的水轮机)冲击式（完全利用水流动能工作的谁论尽）；2）反击式水轮机按转轮区水流相对主轴的方向不同又可分为混流式、轴流式、斜流式和贯流式水轮机；冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同又可分为水斗式、斜击式、双击式三种。2.说明各型水轮机的特点和应用范围1、混流式水轮机： 水流径向流入、轴向流出转轮； 适用水头范围为30-700m；2、轴流式水轮机ZD（350）ZZ（380） 水流轴向流入、流出转轮；3、斜流式水轮机：水流斜向进入、斜向流出转轮；适用水头范围一般为40-120m；4、贯流式水轮机 不设蜗壳，使水流直贯转轮。其一般适用于水头20m的低水头水电站。5、水斗式水轮机：由喷嘴出来的射流沿圆周切线方向冲击转轮上的水斗而作功，适用水头范围为1002000m6、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的方向冲击转轮。适用水头范围25-300m7）双击式水轮机：由喷嘴出来的射流首先从转轮外缘冲击叶片，接着水流又自内缘再一次冲击叶片，适用水头范围5-80m3.水轮机型号由哪几部分组成，各代号的含义？举例说明三部分，第一部分是由两个汉语拼音字母和阿拉破数字组成，前者代表水轮机型号，后者是转轮型号；第二部分是由水轮机主轴布置型式与进水设备特征的代表符号组成，这些符号也都采用汉语拼音字母表示；第三部分是水轮机的标称直径和其他必要的指标组成。ZD600LH600 轴流定桨式水轮机，比转速600，立轴，混凝土蜗壳，转轮直径为600cm。HL240LJ550 混流式水轮机，比转速240，立轴，金属蜗壳，转轮直径为550cm。4.反击式水轮机的引水机构的构造和各部分的作用蜗壳 为了使由压力水管引来的水流能够以较小的水力损失、均匀而呈轴对称的进入导水机构5. 反击式水轮机的导水机构的构造，作用和工作原理构造：导叶及其转动机构（转臂、连杆、控制环）；作用：根据机组负荷变化来调节水轮机的流量。以达到改变水轮机输出功率的目的，并引导水流按必须的方向进入转轮，形成一定的速度矩。6.混流式和轴流式水轮机转轮的构造和各组成部分的作用轴流式：构造： 叶片、轮毂、主轴、泄水锥、转动机构作用：叶片，表面为曲面，断面为翼型，根部厚，边缘薄以承受水流作用的扭矩。轮毂，外部连接叶片，内部安装转动机构；转动机构，安装在轮毂内，由调速器控制，调节轮叶角度。混流式：构造：上冠、叶片、下环，止漏环，泄水锥；作用：止漏环，减小漏水损失；泄水锥，引导水流顺利地形成轴向流动，以消除水流的撞击和漩涡。7.冲击式水轮机的构造和各组成部分的作用 第三章 水轮机的相似原理及特性曲线1水轮机的相似条件有哪些?相似定律是什么？研究目的是什么？相似条件：几何相似、运动相似和动力相似。相似定律：流量相似率、转速相似率、出力相似率；研究目的：研究相似水轮机运行参数之间存在的相似规律，并确立这些参数之间换算关系的理论称为水轮机的相似理论，根据这一理论就可以把从模型试验所得出的数据换算到原型水轮机上去，从而得出原型水轮机的特性参数以及这些参数之间的关系。2,。水轮机的轮系，单位参数和比转速1）对于保持几何相似大大小小的一套水轮机系列，简称为轮系。2)将模型试验的结果都化引为D1m=1m,H1m=1m标准情况下的参数，此参数称为单位参数。3）比转数：同一轮系中的水轮机，当其工作水头H=1m，出力N=1kw时所具有的转速。3.模型试验的目的，任务和类型是什么？能量实验的任务，测量参数是什么？1）目的：保证水轮机在工作范围内高效率、稳定运行。研究水轮机在各种工况下的能量特性、空蚀特性等。2）任务：水轮机模型试验是按一定比列将原型水轮机缩小为模型水轮机，并采用较低的模型水头Hm和较小的 Qm进行试验，测出各工况下的工作参数，然后通过相似公式换算和修正得出轮系的综合参数。3）类型：能量试验、空蚀试验，飞逸试验，轴向水推力试验等。4）能量试验的任务：测定模型水轮机在各种工况下的运行效率。5）测量参数：水头HM的测量、流量QM的测量、转速nM的测量、功率NM的测量4.水轮机的参数和特征曲线有哪些？模型综合特征曲线的作用及其组成？轴流式和混流式水轮机的特征曲线有什么区别？1)参数：结构参数、工作参数、综合参数；2）特征曲线：线性特性曲线、综合特性曲线；3）作用：综合表示多个参数之间的关系，反应全面，应用较广。4)组成:以单位转速为纵坐标，以单位流量为横坐标，并在坐标场里绘出、a。和的等值线混流式水轮机的主要综合特性曲线都由哪些曲线组成?P66混流式水轮机的主要特征曲线有等开度线、等效率线、等空蚀系数线和出力限制线。轴流转桨式水轮机的主要综合特性曲线都由那些曲线组成?P71轴流式桨式水轮机的主要特征曲线有等开度线、等效率线、等空蚀系数线和等转角线。区别：混流式中有出力限制线而轴流式中有等转角线。第四章 水轮机选型：1.水轮机选择的内容？选择方法有哪几种选择的内容：1）选择水轮机发电机组的台数和单机容量。2）悬着水轮机的型号及装置方式。3）确定水轮机转轮的直径及转速。4)确定水轮机的吸出高度及安装高程。5）绘制水轮机的运特性曲线，6)确定蜗壳及尾水管的型号及主要尺寸。7）选择调速器及油压装置8）选择水轮发电机的型号并估算其各部尺寸和有关数据。选择方法：1）根据水轮机的系列型谱选择，2）采用套用机组2.水轮机的工作特性曲线和运转特性曲线的用途，组成和绘制方法。用途组成绘制方法工作特性曲线反映了水轮机再一定水头下，效率和处理之间的关系H、工作水头H一定时，相应于模型水轮机的n1M=nD1/H 0.5-n1为一常数。在相应的模型综合特性曲线图上作该n1M为常数的平线，它与各等效率曲线相交于许多点，记取各点相应的=M+，N=9.81Q1D12H3/2，由计算结果便可绘制出水轮机=f(N )的工作特性曲线运转特性曲线综合反映了各运行工况下H、N、Hs等参数之间的关系H、N、Hs以N为横坐标，以水头H为纵坐标，并采用在坐标图上绘制=f(H.N)的等效率曲线、出力限制线和Hs=f（H.N）的等吸出高曲线来综合表示水轮机的能量特性、汽蚀特性和运行限制范围。3.模型水轮机的最高效率和原型水轮机为何不相同。模型水轮机的最高效率和原型水轮机不同的主要原因：是两者的直径和水头相差较大，由此圆形水轮机的相对粗糙度和相对粘性力就小得多，相对水里损失也小得多，因而圆形水轮机的效率总是高于模型水轮机的效率，一般高出2%以上，对大型水轮机可达7%。第五章 水轮机调速器1、水轮机调节的基本意义和基本任务是什么?P102基本意义：有效控制了供电频率，保证供电质量，使得各种生产的正常运行。基本任务：迅速改变机组出力使之适应于外界符合的变化，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。2.调速器的作用和组成机构 主要作用：是以机组负荷变化时的转速偏差为依据来迅速自动滴调节导叶开度已达到改变出力恢复转速的目的。组成机构：测量、放大、执行及反馈等组成的机构。3.调速器的主要类型有哪些? 按调速器元件可分为机械液压调速器、电气液压调速器；按天俗气调节机构数目的不同，可分为单一调速器和双重调节调速器；按调速器工作容量的大小不同，可分为大、中、小型调速器。4.调速器选型的方法和步骤调速器类型方法步骤中小型调速柜、主接力器和油压装置三部分作为一个整体设备，以主接力器的工作容量为表征主城标准系列，只需计算出水水轮机的调速功大型调速柜、主接力器和油压装置三部分分开，分别进行选择以主配压阀直径来表征，先求得主接力器的容积，再据此计算主配压阀直径，选择相应的调速器5.水泵的类型水泵的类型：离