水电站计算题习题汇总.doc

水利机械习题1. 已知某电站Hmax=116m，Hmin=76m，Hav=97m，海拔高程=172m，单机出力Nr=50000KW，要求：(1) 选择水轮机型式，并确定主要参数； (2) 确定蜗壳、尾水管主要参数，并绘出它们的单线图；(3) 选择合适的调速设备(注： 导叶为非对称型，总关闭时间Ts=6s，最大开度max选用额定开度r)。 参考资料：水电站机电设计手册，水力机械水电站进口习题2. 某洞式进水口位于某45坡脚，且进水方向与等高线垂直，隧洞洞径3.4m，额定流量40m3/s，水库最高、最低及淤砂水位分别为330m、310m和296m，拟定该进水口的高程与尺寸并绘出草图。压力钢管习题3. 如图所示，明钢管由16Mn钢板焊接而成，钢材屈服强度s=300MPa，弹性模量E=207GPa，膜应力区容许应力=0.55s，局部应力区容许应力=0.85s焊缝强度系数1.0，钢管坡度=20，支墩间距l=10m，钢管外径D=3.2m，壁厚(含磨蚀厚度2mm)=24mm，支承环亦为16Mn钢，初拟厚度30mm，外径3.5m。该管段设计内水压力Hp=200m，轴向 (压)力A=220t，鉴于跨数较多，跨中、支座弯距均可近似按（1/10）ql2计， 支承环内力Mk、Nk、Tk可按教材水电站图8-19查得，计算管壁和支承环应力，并进行强度校核。4. 第三题中，当设计外压力为90KPa，抗外压稳定安全系数为2.0 时，是否需要设置加劲环。水击习题5. 某电站装有冲击式水轮机，水头Ho=250m，压力管道长L=500m ， 最大流速Vmax=4m/s，水击波速C=1000m/s，阀门关闭时间Ts=4s。(1) 若阀门开度关闭规律为0=1.0，1=0.8，2=0.6，3=0.3和4=0.0，用解析法求管末水击压力变化过程； (2) 若阀门开度以直线规律关闭，求管末和管中内外的最大水击压力。6. 某电站水头Ho=120m，压力管道由两段组成： 上段l1=200m，C1=950m/s，V1max=4m/s； 下段l2=200m，C2=1050m/s，V2max=5m/s， 假定装有冲击式水轮机，开度依直线关闭，Ts=2.4s。求管末最大水击压力。7. 某电站水头Ho=170m，l=300m，C=1000m/s，Vmax=3m/s，其水轮机出流规律如图2 所示，其中实线为HL533-LJ-200型水轮机，虚线代表冲击式水轮机，假定开度直线关闭，Ts=3s。用图解法求两种机型的水击压力变化过程， 并对两种图样结果进行比较。8. 某坝后式水电站，水头Ho=100m，单用单元供水，压力管道长l=200m，管径D=5.8m，水击波速C=1250m/s，忽略水头损失，满负荷时机组出力为105MW，引用流量120m3/s，转速nr=136.4r/min，转动惯量GD2=8500t-m2。丢弃负荷时，导叶直线关闭，允许最大转速上升=0.5，允许最大水锤压力=0.3。(1) 若导叶关闭时间Ts=4.5s，调节保证能否满足? 计算中可令Ts1=0.85Ts，水击修正系数f=1.2。(2) 确定导叶关闭时间时，常希望在满足转速上升条件下，水击升压尽可能小，按此原则，导叶关闭时间应取多长? 相应的水击压力多大?水电站调压室习题9. 某引水式水电站隧道洞长L=600m。断面积f=50m2，最大流速V=4m/s， 相应于最小可能糙率时的水头损失hw=1.6m， 隧洞末端设简单筒式调压室， 断面F=200m2。水库设计蓄水位150m。用解析法和图解法求全弃负荷后的最高涌波水位。10. 第9 题中的水电站，设计死水位为120m，相应于最大可能糙率时隧洞的水头损失hw=2.2m，电站由1/2负荷增至满负荷，用解析法和列表法求最低涌波水位.11. 综合第9、10两题的条件，且当电站尾水位为38.0m，压力管道中水头损失为1.0m时，验算该调压室是否满足托马条件水电站厂房习题12. 某水电站厂房厂址海拔高程约450m，设计水头107m，设计尾水位455.0m，拟采用HL160-LJ-200机组(模型转轮综合特性曲线及蜗壳、 尾水管尺寸见水电站机电设计手册水力机械图1-25。图中尺寸均为mm，