流体机械毕业设计

2008级本科毕业答辩,题目：嘉禾水电站水轮机选型及结构设计专业：热能与动力工程（流体机械方向）答辩人：指导教师：,毕业设计任务,（1）水轮机选型设计。（2）水轮机蜗壳水力设计及尾水管设计，并绘制单线图。（3）水轮机结构设计，绘制导水机构运动图及水轮机总装图。（4）蜗壳强度计算及导叶加工图。（5）编写设计计算说明书。,毕业设计完成成果：,（1）设计计算说明书（2）水轮机运转综合特性曲线（A3）（3）蜗壳单线图（A1）（4）尾水管单线图（A2）（5）导水机构运动图（A1）（6）水轮机总装图（A0）（7）导叶加工图（A1）,一、水轮机选型设计,设计参数：电站总装机容量为最大水头最小水头加权平均水头额定水头电站引用流量电站海拔高程该电站远离负荷中心，在系统中担任基荷。,根据原始资料选择水轮机，其主要设计任务是：确定电站装机台数及单机功率。选择水轮机的类型及型号。确定机组的装置方式。确定转轮直径、额定转速、额定流量、飞逸转速。计算所有运行水头和功率下水轮机的效率和吸出高度值，绘制水轮机运转综合特性曲线。轴向水推力的计算。估算水轮机质量。,水轮机选型成果：本次设计选择的水轮机型号为HL260/D74-LJ-200其具体参数见下表：,二、导水机构运动图的绘制,绘制导水机构运动图有以下目的：（1）确定最大可能开度下所需的接力器行程，从而最终确定各传动机构的尺寸参数；（2）确定最大可能开度下的接力器行程Smax，绘制接力器行程S与导叶任意开度的关系曲线，并检查导水机构运行时的均衡性；（3）确定不同导叶开度下的，值，并绘制曲线；（4）确定控制环大耳孔、小耳孔的相对位置及相应的推拉杆位置，使得大耳孔在2个极限位置时，推拉杆的偏斜角度为最小；（5）确定导叶限位块的位置，检查传动件在不同位置下是否相撞，尤其是在剪断销（或其他保护装置）断裂时是否会造成连杆与导叶臂相撞；（6）确定导叶关闭时，相邻导叶间的密封位置及导叶端面密封条的分布圆直径，或端面密封所需的最小平面尺寸；（7）确定固定导叶的布置位置及进、出口角，设计固定导叶的形状。,导水机构主要参数：导叶数：导叶分布圆直径：大耳孔分布圆直径：小耳孔分布圆直径：转臂长度：连杆长度：,导水机构运动图（CAD）,三、水轮机蜗壳的水力设计,本次设计采用的是完全包角的金属蜗壳，。蜗壳断面的计算是按照水流运动规律来进行的。由于受到与座环连接的影响，蜗壳圆形断面从进口开始延续至某一断面时，将过渡为椭圆形断面，因此蜗壳其余断面的计算应分为两个方面来进行。,蜗壳单线图（CAD）,四、水轮机尾水管的设计,尾水管是水轮机过流通道的一部分。尾水管的形式对不同比转速水轮机的性能存在不同程度的影响，尤其是对高比转速的水轮机影响更为明显。尾水管的型式可分为直锥和弯肘形两种，大中型水轮机中广泛采用弯肘形尾水管，本次设计采用的是弯肘形尾水管。,尾水管单线图（CAD）,五、水轮机结构设计,主轴的设计主轴是水轮机的主要部件，主轴一般采用碳素钢或者合金钢整锻，本次设计采用的是ZG20MnSi整铸结构。在选择水轮机主轴直径的时候，通常根据主轴承受的扭矩来计算，本次采用厚壁轴，通过计算查表得出主轴直径，主轴内径取。,转轮的设计本次设计选用的是HL260/D74型号的转轮，其上冠、下环和叶片的组合采用铸焊结构。上冠和下环采用碳素钢铸成，叶片采用0Cr13Ni4Mo单独铸造。导叶的传动机构导叶传动机构的型式主要有叉头传动机构和耳柄传动机构两种型式。其中叉头传动机构受力情况好，适宜于大中型机组上采用，本次设计采用叉头传动机构。,水轮机总装图（CAD）,六、水轮机蜗壳的强度计算,蜗壳是一个不密封的壳体，其断面尺寸及形状是均匀变化的，采用A.E.日穆金法进行假设计算。按照环形蜗壳的无矩理论可计算出受均匀水压力作用而产生的薄膜应力。本设计的蜗壳采用钢板焊接结构，材料为16Mn。钢板焊接蜗壳子午断面上的应力有：蜗壳的薄膜应力、蜗壳与座环连接处产生的附加应力、不同厚度钢板连接处的附加应力。通过计算，取蜗壳的最大厚度为。,七、导叶加工图(CAD),谢辞,本次毕业设计得到了符杰老师的指导以及学院各领导、老师的关心和支持，在设计过程中许