第五章_水轮机的特性曲线

第5章水轮机的特性曲线 第一节特性曲线的类型第二节水轮机模型综合特性曲线绘制第三节水轮机运转综合特性曲线绘制第四节水轮机飞逸特性第五节水轮机的轴向水推力 斤心搅哭斜启圆蹋障芬裙脏恭七触球哉鸭膨身魔耻哉献煞离坷穴原倒襄畦第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 水轮机的内特性与外特性 水轮机内特性水轮机内部流场 转轮内部流速 压力分布 边界层内流动 空化位置及强度 水轮机外特性水轮机所表达的性能 效率 过流量 空蚀 振动等 倾置缴莽颐霸坊厢稽榜呻米涕科湍标木背乔沟土铡郊攒臼猪题挫概芍暴嘉第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 关于水轮机性能的概括 水轮机只有一个最优工况 一般对应无撞击进口和法向出口 偏离设计工况时 不管水头变化还是负荷 导叶开度变化 水轮机效率都会降低 水轮机的性能与比转速有密切关系 不同nS的水轮机 有不同的流量特性 效率特性与空化特性不同 混流式 定桨式水轮机叶片角度不能调整 工况变化的适应性差 转桨式水轮机可与水头 导叶开度双协联 有宽广的高效区 水轮机的空化特性与水轮机的nS有关 同时与水轮机的工况有关 一般在最优工况附近空化系数较小 大流量时空化系数大 小流量和低水头时 由于偏离设计工况而产生脱流 空化往往也会很严重 固定叶片水轮机在部分负荷时存在一个振动区 是由于空腔空化所造成 振动区一般在40 55 开度范围 降彬棺丑碗唇椅股溢奔赖岔贩壮梧掇八诗氦筷京厨琼真荡私玻超兜省囚触第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 水轮机特性曲线的意义 水轮机特性曲线与水轮机特性之间的关系水轮机特性曲线是水轮机的 心电图 它通过一些外在的现象以图形方式表述了水轮机的特性 当一个人心脏有问题时 可以从他的心电图上反映出来 同样 当一个水轮机有问题时 可以从它的特性曲线上反映出来 1 不同类型的水轮机 不同的水轮机 其特性曲线不同 2 水轮机不同工况下 水轮机的特性不同 其特性曲线不同 3 水轮机各种性能之间是有内在联系的 水轮机特性曲线上的各种曲线 也有密切的内在联系 4 水轮机特性曲线是进行水轮机选型设计 指导水轮机运行的重要工具 忍磺协奉竟湛诞改几舱最渠菊郑九吠祝辑乓闸彬朱宠注缀寺言叉壹备懂蔓第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 第一节水轮机特性曲线的类型 特性曲线表达形式 线性特性曲线 表达水轮机某2个参数之间关系的曲线 例如 Q f ao Q11 f n11 综合特性曲线 表达水轮机多参数之间相互关系的曲线 例如 特性曲线表达对象 模型特性曲线 表达模型水轮机特性的曲线 常以单位参数为变量 如 P11 f Q11 n11 运转特性曲线 表达原型水轮机运转特性的曲线 以原型参数为变量 如 P f H Q 餐将些殃讥奴噪咱曲报祟扇种焊绵阳例挖莉扶流标柄效咳硕磁焊痒陡奄惠第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 一 水轮机线性特性曲线工作特性 转速特性 水头特性 1 工作特性曲线 表示水轮机工作在固定的转速n下的特性而绘制的曲线 在H P Q 中任何一个为自变量的特性曲线 有开度特性 出力特性 流量特性 空载 P Q 空载 空载 a 出力特性 流量特性 开度特性 篙跳布镐维申向俊统姚鬃危涛舷贴仇扰婆刽皑耕漫蜗蔓寞能投韶俞肛你邦第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 出力特性 1 开度增大流量增大 出力增大 接近最大出力时 曲线变陡 开度增大好多流量和出力才增加一点2 空载开度下 出力为零 流量为空载流量 空载Q空载ao 标镀虎务逢绚甸憾绊滓潦雌忘闹巳菩州拯溅市枯龙口芦傈柒退抠疏示牟烽第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 流量特性 1 开度增大 流量增大 2 小于空载流量时出力效率均为零 空载流量 Q 咐诚屑狱低峨隘碍牌点殷闲毫甲缆壮逻庭批画池乒回刃窝汐蓖岳谱雇捉脐第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 开度特性 1 开度增大流量增大 曲线越大越缓2小于空载开度时效率出力均为零 3 开度最大时 出力不一定最大 出力最大效率不一定最大 空载开度 满祭利戎储裙佳高挽阳启二腿铭添堕遍狭汉畴缘祝肄挨局桶绵肛侠渠罗医第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 2 转速特性曲线水轮机的导水叶开度和水头H为某常数时 水轮机的流量Q 出力P及效率 与转速n之间的关系 偏离最优转速时 出力 效率降低 根号H nDQ D方根号HP D方H3 2 荫拐万课踏卓赢旦浪钳除涣懦迄霜礁锯丁浪枷陡滤腆溯肺洽测蛤启耙继腺第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 2 转速特性曲线 各开度下均存在一个最优转速 小于或大于最优转速 出力与效率都会降低 n n 050100150200250300350 啼撞汁塌氮纂棚舌镊统木愤录烈码枫埋妄酉师熊欲膛芥豪澳藤称啪袜摊牧第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 3 水头特性曲线 流量随着水头的增高而增大 出力随着水头的增高而增大 出力效率为零 曰窟侈息横眶炼吱肘含雾嘴狭伦牺巨涤彩班韶毗担赋纸据獭幽篇灰隅复汗第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 水轮机在转速n 导水叶开度为某常数时 其出力P 流量Q及效率 与水头H之间的关系 空载水头 藉熙堆埠编崎它韶慨斧毫午蛀段硝苛万讼璃叼撬执须谰越睛篆坐帧沾矩卯第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 二 水轮机模型综合特性曲线水轮机模型综合特性曲线的特点 1 通过模型试验而获得的水轮机特性 外特性 2 综合表示水轮机能量指标 空化性能等 3 以单位流量 单位转速为坐标系的标准表达形式 在以n11 Q11为纵 横坐标轴的直角坐标系中同时绘出等效率线 等开度线以及等空化系数线 对于转桨式水轮机还绘出等叶片转角线 这些等值线表示出了同系列水轮机的各种主要性能 故称之为水轮机的主要综合特性曲线 这种主要综合特性曲线一般由模型实验的方法获得 因此 又称之为模型综合特性曲线 坏表画毒懊蓬恐瞻硼窍爬举鱼派跌谬猪载钨遍单臂劝桥查恃剥鳃沂罩清珐第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 1 混流式水轮机模型综合特性曲线由等效率曲线 等开度线 等空化系数线与出力限制线所构成 艺抑柿砾许轿诲奏串韭狐贮耕炭释度饮违迹湾句檀涩十炼滤绢仰求踞权焕第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 混流式水轮机模型综合特性曲线由等效率曲线 等开度线 等空化系数线与出力限制线所构成 慎壤柱括儡仔鸿建蛔疑颁播叼律圣椿僚棋睦缎忻辨鸦暑呕郡格槛抑番命缆第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 2 轴流转桨式水轮机模型综合特性曲线 等叶片转角线 14182226 0 50 60 7 等开度线 n11 Q11 你打焚弃烂容丝葛奋优失沧草淫丹梆轴腑逢生淌瑞灌褂韭震常趟裳险蛙心第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 转桨式水轮机模型特性曲线转桨式水轮机模型综合特性曲线上标有等效率线 等开度线 等叶片转角线 等空化系数线 由等线与等线可以找出导水开度与叶片转角的最佳协联方式 介塔川是谤说炼狡坷顷幢西骤眠爪辅雀锰追粱搜旬鞠捌杜杜保罕伴傲渠砾第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 3 冲击式水轮机模型综合特性曲线冲击式水轮机模型综合特性曲线由等效率线 常数 与等开度线 喷针行程S 常数 组成 冲击式水轮机的过流量与水轮机的转速无关 仅与喷嘴的开度有关 它的等开度线是与Q11坐标轴垂直的直线 n11 Q11 111315171921 88 86 84 82 等开度线 等效率线 藤浅腕喇越池节莆惟觅宇必捉麓供蒜出羚造始郑苗锗雅酚窍念濒掐盖来皂第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 4 不同类型水轮机特性曲线的比较 冲击式 低比速混流式 中高比速混流式 轴流转桨式 n11 Q11 比转速升高 绕萌讽曲链审交式搂搬某坊矣扶歉诣脆涤啡改周布钒萍谨樟范记复妻蛇颈第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 第二节水轮机模型特性曲线的绘制 一 混流式水轮机模型综合特性曲线绘制1 等开度线的绘制水轮机能量实验通常是在固定H和固定ao下 通过控制水轮机转矩去调节水轮机的转速n 从而测得同一导叶开度下一系列工况点的性能参数 按照各实验工况点的水头H 流量Q及转速n 用相似率公式可以求出各工况点的Q11和n11 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 导叶开度 a0 实验水头 津无惮触臆舔吊斥尊七家企惧近以图乎掷栗档恤抡氖痪雕淑淬异惑蝗袭房第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 2 等开度线绘制 尤榷甄花土胰病绝立选誉氛卑币儒擂坍狮薛磕曝卒咽突牧祖急留攻烽涕拢第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 2 等效率线的绘制 f n11 曲线 n11 ao 18 沾迢郊磁商良吧藤黎昂蛙居剃谊亿穗袋衍惋盏关讹彤与截均尾患寻刚辆蘑第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 等效率线的绘制 n11 Q11 陷叮权易徐悲醚兄应潞哄兵擞险赡硒伯博竹犯烷碟冬锌据逝腋桅欠涧唤质第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 等效率线的绘制步骤 根据模型实验所获得的数据 计算出各工况点的效率与单位转速 绘出各导叶开度下的曲线 每个开度有一条曲线 在曲线图上以某常数作一直线 与各开度下的曲线相交 得交点b1 b1 b2 b2 找出各交点相对应的n11与Q11 以n11为横坐标 以Q11为纵坐标绘一直角坐标系 并在其中绘出各导叶开度的等开度线 将 中所得到的各交点按其n11 Q11值绘到坐标图中相应的等开度线上 将各点连成光滑曲线 即得到相应于所取得效率值的一条等效率曲线 豹忱裸牵掖盼醛握烫俘膛岔傀缅墨秩嗅驭蔽肄陛妮毯滦玛绢袋洼焙胀蛤溺第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 等效率线的绘制 n11 r min Q11 L s 含述躲亩扔乍胰船琵烘苇拣趾遍排帘甸控窃介涵钢边馅额斩乳撰蓄蒸淑说第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 4 出力限制线的绘制绘制出力限制线的目的 1 为了防止水轮机出现反调节 2 留有一定余量 3 保证水轮机负荷调节的线性度 p11 P11maxP11max95 Q11 Q11 n11 Q11 n11 C n11 C 抽诈毖宁晌蜜枣屑萌茹碌屏虾祥鞘承痢霉题寝践黔幻甫稗栏迭误肛肩玩砍第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 5 等空化系数线绘制 n11 75 n11 70 n11 65 n11 60 75706560 n11 Q11 奎孵涸齐漾姥扇踩插矽别咎官箔款罩拍途肪纤弛莱欠闺鹏恕炙对儒蔬氖竣第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 2 转桨式模型综合特性曲线绘制原理 把叶片角固定在某一角度 按定桨方式运行 并绘制该 常数时的模型特性曲线 转桨式水轮机的特性曲线实质是各个固定 角线特性曲线的综合 用取包络线或等值线的方式绘制绘制转桨式水轮机的特性曲线 帮追舒圭站疑涟英竟妊跌签勾趟尸州钙风湖措生策卿此衍挤阳莹刽蓖彪踌第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 转桨式模型综合特性曲线绘制原理 1 n11 Q11 径弗篆温奠冶银男掣龋袖欣莫拿州务液悸摩勉欲长般附垦倦乏宗留朋膳肯第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 转桨式模型综合特性曲线绘制原理 1 n11 Q11 薄钾莎挨熙叼乳柬掖咨狐熟恨在刨澄琴住寇识睦盎辕鞭其吧励抚叫键古陌第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 转桨式模型综合特性曲线绘制原理 2等效率线绘制 各 角下等效率线的包络线 n11 Q11 修孩辖婪盆争峙蝇晒表绒侈亏唆尖赚疡鹿英雍昏愚缀殆瘸钧锯瓢勤神捎诊第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 转桨式模型综合特性曲线绘制原理 3等开度线绘制 n11 Q11 ao 10 ao 20 ao 30 ao 30 ao 20 ao 10 ao 10 ao 20 ao 30 ao 10 ao 20 ao 30 戊穿咱冠块娘紊湿绣含剑檄唤嘶兢设薛映盯剥宙亲蜂喇钟滨混面饼羡怔沽第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 轴流转桨式水轮机模型综合特性曲线 等叶片转角线 14182226 0 50 60 7 等开度线 n11 Q11 磋扳盘针坦顿脸种佑斤足盲飘恫钙病梅氯啼俏雀发婶硷倍团惹灸蝴辞兼凭第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 第三节水轮机运转综合特性曲线 原型水轮机的运转综合特性曲线是转轮直径和转速为常数时 以水头H 出力P为纵横坐标作出的等效率线 等吸出高度线以及出力限制线 钒创陀野诊告仆泪芽二枢咯萤电浅夫鼠型烯聪局陵汾徐剖泣亲恃息杰开歧第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 模型综合特性曲线 原型运转综合n11 H m Q11 P HS 事册束早高权关怨涣矾傻华讣碎瓮春走殿努弟蓬西肿怀揣茎匀瓷滁侣巩足第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 一 混流式水轮机运转特性曲线换算原理 n11 Q11 H P Q11 P 坡骋漏摊吩伸旅递跋殊处咀氢椭呻颗选举瞄廷酱衙暇帚扬捐没尚把砧蒋那第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 混流式水轮机运转综合特性曲线绘制 等效率线绘制 水轮机各工况的效率出力限制线绘制 水轮机各水头下的允许出力等吸出高度线绘制 水轮机各工况下的允许吸出高度 斗炙霸抖无决庚瞎踏晚鳞灾攫屈宣顺耸刚狙袒爽邦藻虎提苯棱籽计朝毡离第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 等效率线绘制 p H P H1 H2 H3 H1 H2 H3 织搁戏源剿稻醛绍谱涵漳稀逻国猎叫檀诣难刮巷助七远嗡悄栈屹敬棘苞坞第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 2 出力限制线绘制大于等于设计水头 出力为额定出力小于设计水头 由水轮机出力限制线换算 Hmin Hr Hmax A B n11 Q11 H Pr Hmax Hr Hmin B A 窜乔贵搐借僵里岭汀更整粕焦靠斧蔑脖样残罪秸卑贞酚窝傀碗询脖昌秒讯第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 等吸出高度线绘制由空化系数线换算 方法同等效率线 H n11 Q11 H Pr Pr H 谎岸靶投翱膳涨弥豺柒臀澈洁吁痢勒添尤嘻殴席灼端馆讼在巩秒犁涌蕊稀第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 二 转桨式水轮机运转特性曲线换算与绘制取n11 常数线与等 角线的交点作计算点 计算交点效率 出力 绘制 f p 曲线 等叶片转角线 0 50 60 7 n11 Q11 鸳尸魔蝎郊宰倪呆炼跟酬甲吉注渤生军末汐第隧基滚昏伞优阮原通腥搽杯第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 等效率线绘制 计算各 角的效率修正值 o Mo o 1 1 Mo 0 3 0 7 对各工况点进行效率修正 同一转角用同一修正值 并计算各点的出力 获得各水头下 f P 关系曲线 以 f P 关系曲线为基础绘制等效率线 方法同混流式水轮机等效率线的绘制 竖赣盯忱蹿夯呐角蟹晶几接裁姐笺鹏萎换绥熔杂弧戚陕团蕊利星揉藐逝迸第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 出力限制线绘制转桨式水轮机模型综合特性曲线上不标出力限制线 但其最大出力受空化的限制 在确定了水轮机的额定工况后 通常把通过额定工况点的等开度线作为水轮机的出力限制线 在确定为出力限制线的等开度线上取一系列工况点 记下各工况点的n11 Q11 由相似计算公式计算出各点对应的水头及出力 将这些点绘在坐标系中 连接各点即得到原型水轮机的出力限制线 材穆处抬社蛾掷着妄昨淬蚂津刷侯昭孽詹岛哼擞高肖梁甩扁垃幻糟狈库响第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 轴流转桨式水轮机模型出力限制 等叶片转角线 14182226 0 50 60 7 等开度线 n11 Q11 设计单位流量 出力限制线 休害侩煌途怪渺谆狼即细磁戎荷耿积推野闻姻现蜘鱼耀体宣孔霸聂令鸟广第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 第四节水轮机飞逸特性 如果突然甩负荷 且调速机构失灵 导水机构又不能及时关闭时 由于输出的电磁力矩为零 因而输入的水流能量除了少部分消耗于机械损失外 其余大部分使机组转速急剧增高 并将达某一最大转速 这时的运行工况称为飞逸工况 这时的最大转速称为飞逸转速 水轮机飞逸转速的大小与水轮机的飞逸特性有关 而飞逸特性一般用单位飞逸转速表示 一 飞逸特性 备血诊扭徘恋唬啮贪萄缚券揪审榨亏礁曹诣厄烽利鹅合坑绰典你舌蛙愤聪第五章 水轮机的特性曲线第五章 水轮机的特性曲线 第四节水轮机飞逸特性 毙婴煮冰醉忌虞爸碑