2012水轮机作业

1、（一）选择题1.水轮机的工作水头是（第一章绪论（A）水电站上、下游水位差（B）水轮机进口断面和出口断面单位重量水流的能量差（B）水轮机出力与水流出力之比（B）水流的动能与势能（B）部分圆周进水的（B）冲击式2 .水轮机的效率是（）。（A）水轮发电机出力与水流出力之比3 .反击式水轮机是靠（）做功的。（A）水流的动能4 .冲击式水轮机转轮是（）。（A）整周进水的5 .喷嘴是（）水轮机的部件。（A）反击式（二）填空题1 .水电站中通过能转变成旋转机械能，再通过把旋转机械能转变成电能。2 .水轮机分为和两大类。3 .轴流式水轮机分为和两种。4 .水轮机主轴的布置形式有和两种。5 .冲击式水轮机有、和

2、三种。（三）问答题1 .水轮机有哪些类型？划分类型的依据是什么？各类水轮机的适用范围是什么?2 .混流式与轴流式水轮机主要不同点有哪些？其适用范围有什么不同？3 .简述各类水轮机转轮区水流的流动与转轮的结构特点。4 .水轮机的基本工作参数有哪些？有何含义？它们的代表符号和单位是什么?5 .反击式与冲击式水轮机各有哪些过流部件？各有何作用？6 .水电站和水轮机的特征水头都有哪些？它们之间有何区别？7 .冲击式水轮机的特点是什么？类型有哪些？试说明冲击式水轮机适合高水头的原因？8 .反击式和冲击式水轮机在能量转换上有何区别？9 .贯流式水轮机的特点是什么？类型有哪些？10 .灯泡贯流式水轮机有哪些

3、优点？简述灯泡贯流式水轮机基本组成部分。11 .灯泡贯流式机组的布置形式有几种，各自的适用条件是什么？12 .灯泡贯流式机组与立式机组有何区别，相比较其优点是什么？13 .喷管的作用是什么，其型式有几种？折向器和分流器的作用是什么，二者有何区别？14 .水轮机的型号如何表示？各部分代表什么意义？15 .解释水轮机型号：HL160-LJ-520、ZZ560-LH-800、GD600-WP-2502CJ30-W-120/2X10。16 .了解我国已建及正在建的大型水电站的机组的单机容量和适用水头。（四）计算题1.某水轮机的水头为18.6m,流量为1130m3/s,水轮机的出力为180MW若发电机效

4、率，=0.97,求水轮机的效率和机组的出力Pg。2 .某水轮机蜗壳进口压力表的读数为650M103Pa,压力表中心X高程为887m压力表所在钢管内径D=6.0m,电站下游水位为884m,水轮机流量Q=290m3/s,若水轮机的效率”=92%,求水轮机的工作水头与出力。3 .某河床式电站在设计水头下：上游水位Z上=63m下游水位Z下=44.4m,通过某台水轮机的流量m2/s,发电机效率，水轮机效率，如忽略引水建筑物中的水力损失，试求水流出力、水轮机出力和机组出力。第二章水轮机的工作原理（一）选择题1 .水轮机中水流的绝对速度在轴面上的投影是（）。（A）轴向分量Vz.（B）轴面分量Vm2 .水轮机

5、中水流的轴面分量Vm与相对速度的轴面分量Wm（）。（A）相等；（B）不相等3 .水轮机输出有效功率的必要条件是（）。（A）进口环量必须大于0;（B）进口环量必须大于出口环量4 .无撞击进口是指水流的（）与叶片进口骨线的切线方向一致。（A）绝对速度；（B）相对速度5 .法向出口是指（）。（A）出口水流的绝对速度是轴向的；（B）出口水流的绝对速度与圆周方向垂直（二）填空题1 .水轮机转轮中的水流运动是和的合成。2 .水轮机轴面上所观察到的水流速度分量是一而。3 .转轮中水流质点的绝对速度v可分解为和;4 .绘制转轮进口速度三角形需、和三个参数。（三）简答题1 .在分析水轮机转轮内的水流运动时，做了

6、哪些假定？2 .什么叫轴面？什么叫流面？混流式、轴流式、斜流式水轮机的流面是何形状？3 .什么是水轮机的水流速度三角形？研究转轮进、出口水流速度三角形的意义是什么7M绘制混流式与轴流式水轮机的速度三角形示意图。4 .轴流式和混流式转轮中水流运动各有什么特点？它们的转轮圆周速度如何确定？5 .研究水轮机基本方程式的目的是什么？推导水轮机基本方程式时利用了什么定理？水轮机基本方程式有哪几种表达形式？水轮机基本方程式的物理意义是什么？6 .水轮机在运行中会产生哪几种能量损失？这些损失对水轮机总效率的影响程度如何？7 .水轮机最优工况的定义如何？最优工况应满足什么条件？8 .偏离最优工况时水轮机效率下

7、降的原因是什么？9 .什么叫水轮机的最优工况？什么叫无撞击进口？什么叫法向出口？10 .画出混流式水轮机在非最优工况下（水头不变、流量减小；流量不变、水头减小）叶片进出口速度三角形，并标明各量？11 .在水轮机水头和转速不变的情况下如何调节水轮机流量，当流量改变是混流式水轮机转轮进出口速度三角形将发生什么变化（以流量增加和减少一种情况为例）（四）计算题12 .某混流式水轮机的参数为：D1=1m,bo=0.1m,Q=16m3/s,H=256mn=1000r/min,若水轮机的水力效率，=95%，试按法向出口条件计算进口速度三角形的参数Vi，%i，Vui，Wi与A,并绘出进口速度三角形。13 某轴

8、流式水轮机的参数为：Di=6.0m,dh=0.4Di,Q=160m>s,H=18mn=107.1r/min,假定水力效率"=0.94,在D=5m圆柱面上，按无撞击进口与法向出口条件计算转轮进、出口速度三角形参数，并绘出进、出口速度三角形。第三章水轮机空化与空蚀（一）选择题1 .水轮机的空化系数。是水轮机（）的相对值。（A）动态真空；（B）静态真空2 .水轮机的空化系数与水轮机的（）有关。（A）安装高程（B）工况3 .尾水管补气的主要目的是（）。（A）消除和减轻尾水管的空腔空化；（B）消除和减轻转轮叶片的空化4 .空蚀发生时过流表面的损坏特征是（）。（A）表面组织呈蜂窝状；（B）

9、表面组织呈沟槽状5 .防止翼型空化的条件是（）。（A）实际吸出高度大于允许吸出高度；（B）实际吸出高度小于允许吸出高度（二）名词解释：1.空化；2.空蚀；3.翼型空化；4.吸出高度；5.空化核（三）简答题1 .水轮机的空蚀是怎样形成的？水轮机空蚀有哪几种类型？翼型空蚀和空腔空蚀是怎样产生的？2 .空蚀对金属材料表面的侵蚀破坏有哪几种作用，并作简要说明。3 .空化和空蚀对水轮机影响包括哪几方面？4 .写出水轮机装置空化系数公式，说明各符号意义。5 .水轮机空化系数的基本意义是什么？说明水轮机的空化系数和哪些因数有关。6 .什么叫水轮机的吸出高度？写出带有空化安全系数的允许吸出高度计算公式并说明各

10、符号的意义。7 .为何水电站空化系数大于水轮机空化系数时水轮机不发生翼型空化？8 .水轮机的安装高层是如何确定的？9 .水轮机空蚀破坏通常有哪些主要因素？10 .对于已经投入运行的机组，减轻空蚀破坏通常有哪些措施？11 .尾水管中的旋转涡带是怎样形成的？其运动特点怎样？12 .自然补气的形式有几种，各有什么优缺点？（四）计算题1 .某电站安装ZZ560LH330水轮机，设计水头Hr=19.5m,水轮机的空化系数仃=0.5（不用修正），电站海拔高程E=600m,求此水头下水轮机的允许吸出高度Hs。2 .已知某电站安装的水轮机为HL200-LJ550,在某工况下模型空化系数仃=0.1,水轮机工作水

11、头H=100m,导叶高度b0=0.2Di,水轮机安装高程7=270m,尾水位中w=300m，取安全系数K=1.2，试判断此工况下水轮机是否产生翼型空化。第四章水轮机相似理论（一）填空题1 .水轮机相似应符合的条件为、和。2 .水轮机工况相似的判据是和分别才河3 .水轮机的比转速越高，其空化系数越。4 .轴流转浆式水轮机的效率修正值与看头。5 .水轮机的比转速越高，其应用水头越。6 .水轮机比转速的常用单位制是和。（二）判断题1 .只有几何相似的水轮机才有可能工况相似。（）2 .效率相等的水轮机工况一定是相似工况。（）3 .水轮机的比转速相等时，其工况一定相似。（）4 .水轮机的品和分别相等时，

12、其比转速一定相等。（）5 .同一水轮机在工况相似条件下，其转速与水头成正比。（）6 .同一水轮机在工况相似条件下，其流量与水头成正比。（）（三）简答题1 .什么是水轮机的几何相似与运动相似？水轮机的相似条件是什么？主要内容有哪些？2 .分别写出水轮机单位参数加和Q11的一次近似式与二次近似式。3 .相似换算时，对水轮机效率进行修正的原因是什么？4 .什么叫水轮机的相似定律？什么叫水轮机的单位流量、单位转速和单位出力？5 .什么叫水轮机系列？相似水轮机的单位参数是如何换算的？6 .什么叫水轮机的比转速？说明水轮机比转速的意义？7 .为什么说比转速是一个重要的相似判别数？比转速的大小和转轮的形状变

13、化有什么关系？8 .为什么说比转速越高，能量性能越好，空化性能越差，并说明高比转速的水轮机适用低水头的理由？14.某轴流转桨式水利的设计最大允许吸出高度=-2.8m,现在水轮机运行在H=0m的某工况点上，那么该工况点的水轮机空化状况怎样？为什么？（四）计算题1 .已知两同系列的水轮机A、B的参数分别为：D1A=5.2m,nA=150r/min,Ha=100m,Qa=200m3/s,“a=0.9,口伯=1.2m,nB=300r/min,HB=21.5m,QB=5m3/s,=0.89,试用相似判据判断两水轮机是否工况相似。2 .水轮机HL220-LJ550的工作参数为：H=49m,n=88.2r/

14、min,Q=240m3/s,P=110MW,后大坝加高，水头H增至64m,求相似工况下同一水轮机的转速n'、流量Q'与出力P。第五章水轮机特性曲线（一）选择题1 .水轮机模型综合特性曲线以（）作为坐标参数。（A）单位转速与单位流量；（B）水头与出力2 .水轮机运转综合特性曲线以（）作为坐标参数。（A）nii和Qii；（B）H和P3 .等叶片转角线是（）水轮机模型综合曲线的组成部分。（A）轴流转浆式；（B）混流式4 .转浆式水轮机协联保持时的飞逸转速比协联破坏时（）。（A）高；（B）低5 .低比转速混流式水轮机的流量随转速的升高而（）。（A）增大；（B）减小（二）简答题1 .转浆

15、式水轮机模型综合曲线由哪几种曲线所构成？2 .出力限制线的意义何在？3 .不同比转速水轮机的等开度线有何不同？绘简图说明。4 .什么叫水轮机的特性曲线？它有哪些类型？5 .什么叫水轮机模型综合特性曲线？什么叫水轮机的运转综合特性曲线？它们之间有何关系？6 .水轮机运转综合特性曲线上的出力限制线有何意义？7 .水轮机选型的原则是什么，基本过程是怎样的？8 .试叙述混流式水轮机模型主要综合特性曲线上5%H力限制线的绘制方法。（三）计算题1.混流式水轮机HL160-LJ-520的参数为Hmax=150m,Hr=120m,n=150r；min,设计工况模型导叶开度a0M=24mm,求水轮机的最高飞逸转

16、速nR=?*解题指导：根据模型导叶开度，查飞逸特性曲线（见附图11115）找出单位飞逸转速n11R,用最高水头计算出对应飞逸转速nRi；在飞逸特性曲线。2.某混流式水轮机HL240-LJ-410的参数为：Hmax=45m,H=39m,Hmin=26m,水轮机的额定转速n=i07.ir/min,求水轮机各水头下的最大出力。第六章水轮机选型设计（一）判断题1 .在同样水头与压力条件下，冲击式水轮机的尺寸比混流式大。（）2 .计算水轮机转速直径时应使用额定水头。（）3 .计算水轮机额定转速时应使用额定水头。（）4 .水轮机的最大容许吸出高度应选择各水头下吸出高度的最大值。（）5 .水头变幅较大的低水

17、头水电站应选择轴流转桨式水轮机。（）（二）简答题1 .水轮机选型的基本内容有哪些？2 .比转速高的水轮机为什么不适用于高水头？3 .选型计算中如何确定水轮机的单位转速与单位流量？（以混合式和转桨式为例说明）（三）计算题1 .某水电站hk尸150mH=120m,Hv=130m,hU=90m,单机水轮机出力220MW电站选用HL160型水轮机。使用模型综合特性曲性计算水轮机的转轮直径Di,转速n和过流量Q。2 .某水电站装置HL220-LJ-550水轮机。水轮机的参数为：H-产55项H=483Hk=403n=88.2r/min,水电站尾水位高程尾=4503试计算水轮机的最大容许吸出高程Hso*解题

18、指导：根据各水头与转速计算对应的单位转速，查HL220模型综合特性曲线，找出各单位转速与出力限值点的交点，确定各交点Om值，将m修正为原型空化系数仃，再用吸出高计算式计算出各水头对应的H值，取其中最小者作为水轮机的最大容许吸出高度。查出最大飞逸转速niimax,用额定水头计算出对应的飞逸转速nR2;在nRi与nR2中取最大者作为水轮机最高飞逸转速nR。其他部分：一、混流式（一）单项选择题1 .金属蜗壳的断面为（2 .包角越大，蜗壳中的水流越（3 .导水机构调节流量的实质是（A）圆形和椭圆形（A）均匀（A）改变导叶出口面积;（B）梯形（B）不均匀（B）改变导叶出口水流角度4 .可以增大水流环量的

19、导叶是（A）正曲率导叶（B）负曲率导叶5.直锥形尾水管的恢复系数比弯肘形尾水管的恢复系数（A）大（B）小（二）说明下述基本概念1.蜗壳包角；2.导叶开度；3.导叶相对开度；4.尾水管恢复系数；5.尾水管相对损失（三）简答题1 .混流式水轮机的引水室有几种型式？各适用于什么类型的水电站?2 .导式机构的作用是什么？水轮机流量调节有哪几种方式。3 .尾水管的作用是什么？其工作原理是什么？4 .混流式水轮机的性能如何？混流式水轮机由哪几大部分组成？其工作过程怎样？6 .水轮机的类型有几种，各种类型水轮机有何优缺点？7 .转轮的作用是什么？转轮一般由哪几部分组成？8 .混流式水轮机转轮与轴流式水轮机在

20、结构上有何异同点？9 .止漏环有哪几种类型，其作用范围怎样？10 .什么叫水轮机的轴向水推力？如何估算？11 .减压装置有几种类型？它们的工作的原理是怎样的12 .引水室的作用是什么？它有几种类型？13 .金属蜗壳的应用条件、结构类型和一般的受力特点是怎样的？14 .导水机构的作用是什么，它有几种类型？一般用来调节流量的方法有几种？15 .导水机构的传动机构有何作用？它有哪几种类型？16 .导叶的数目、开度、高度及相对高度、偏心距、进口角和出口角等用什么符号代表？基本概念如何？17 .说明水轮机顶盖和底环的结构以及其和其它部件的装置关系？18 .尾水管的类型有几种，各有何优缺点，其作用是什么？19 .试用伯努里推导尾水管回收动能原理。20 .减轻尾水管振动的措施通常有几种方法？说明补气装置的作用？21 .尾水管的十字架