调压井课程设计

水电站课程设计

计算书水电站课程设计计算书•19水电站课程设计计算书•19②绘制AZ —A=巴加-2加曲线aFF一嚅-膘3專116s计算时段At取值范围为—~—,加的取值范围为3.9—4.6选取it=4s25 30丄=23空=0.152,当丢弃负荷为45000w~15000kw时，流量96.5~31.0m3/s，F156.46流速4.05~1.30m/s。Q=31.0=0.20F156.46丄=皿-A=—At-QAt=0.152X4u-0.20X4=0.608u-0.8FF③绘制Av=P(-z-hw)曲线'诗』為*0.077心V=P(—z—hw)=0.077(-z-hw)采用matlab采用matlab编程计算后画图,源代码如下:v(1)=4.05-0.077*(0.608*4.05-0.8)z(1)=-0.232*4.05*4.05+0.608*4.05-0.8fori=1:29dz(i)=0.608*v(i)-0.8dv(i)=0.077*((-1)*z(i)-0.232*v(i)*v(i))v(i+1)=v(i)+dv(i)z(i+1)=z(i)+dz(i)endr(1,:)=zr(2,:)=vr=r'其中，v(i)为流速矩阵，zdv(i)为流速矩阵增量矩阵其中，v(i)为流速矩阵，zdv(i)为流速矩阵增量矩阵,v(1)为第一时段末的水的流速，z(1)为第一时段末调压井内水位的壅高，第二个以后时段的水位及流速如下表所示。V(m/s)Z(m)△V△Z3.8850-2.1430-0.10461.56213.7804-0.5809-0.21061.49853.56980.9176-0.29831.37043.27152.2880-0.36741.18912.90413.4771-0.41840.96572.48574.4428-0.45250.71132.03335.1541-0.47070.43621.56255.5903-0.47410.15001.08855.7404由表可知，最大壅高水位在5.59m~5.74m之间，线性内插得最大壅高水位为5.67（图纸见附图1）。Zmax=1097.35+5.67=1103.02m2、最低涌波水位：（1）丢弃负荷度为300000KW时（数解法）当上游为死水位，下游为正常尾水位时，若电站丢弃全负荷时（ 30000~0,流量变化为67.5-0m3/s）,因调压室水位达到最高水位时，水位开始下降，此时隧洞中的水流朝着水库方向流动，水从调压室流向进水口，因此水头损失应变为负值，水位到达最低值称为第二振幅。2、 Lfv0 Q67.5_coo匚/人= ,90=— 2.835m/s2gFhf/ 0f23.808-6h局=(1.63+5.76+17.72+4.47+6.33+13.24)X10X67.5X67.5=0.220mh程=(4522.659+7624.134+12603.390+543724.6+7423.154+21161.59)X0.012X0.012X67.5X67.5X10-6=0.391mh国0=h局+h程=0.220+0.391=0.611m「「gg8352=52.212咒9.8咒156.46咒0.6113学=詈21=0.012查书本P150图10-4得Z2=0.08，则z2=0.08X(-52.21)=-4.177m/uZmin=1082-4.177=1077.823m

(2)增加负荷度为3000045000KW时(两种方法)当上游为死水位，下游为正常尾水位，增荷幅度为 30000~45000KW流量变化由68.5~102.亦3/S，流速2.88〜4.3m/s。A、数解法J竺j4.31m/s0f23.808m=68.5/102.5=0.6686h局=(1.63+5.76+17.72+4.47+6.33+13.24)X10X102.5X102.5=0.516mh程=(4522.659+7624.134+12603.390+543724.6+7423.154+21161.59)X0.012X_60.012X102.5X102.5X10=0.902mha=h局+h程=0.516+0.902=1.418m2lfv0 511.28X23.808X4.312名=—= 2=73.26Zminhw0gFhWo 9.8仆156.46咒1.4182=1+(”-0.275岳Zminhw0=1+()73.26-0.275Jo.668+0.05/73.26-0.9)(1-0.668)(1-0.668/73.260.62)ZminZmin=3.435hw0Zmin=3.435勺.418=4.871m调压井的最低水位为1082-4.871=1077.129mB、图解法增加负荷时的图解法与丢弃负荷的图解法类似，同样选择坐标系，绘出①、引水道水头损失曲线:2vh①、引水道水头损失曲线:2vhf=h局+h程+2gh局=C22gJ0.12+0.10+0.20+0.05+0.07+0.10+0.10+h局=C22gJ0.12+0.10+0.20+0.05+0.07+0.10+0.10+1.50=2.241C=1r6=n11- X1.37566=87.8820.012lv2

hp匚V2V2 , 511.28++=(22g2g87.882^1.3756+2.24+—1—艸22x9.8 2x9.8=0.232/②、绘出fQiz=av—A=—Atv一F占加曲线;T=2兀/匚=2兀Vgf/511.28X156.46V9.81x23.808=116s则计算时段At取值范围为~30取‘At的取值范围为3.9—4.6选取也t=4s又f=23808=0.152，当增加负荷为30000~45000kw时,Q_F156.46竺2=0.655156.46=比-A=—&--^=0.152X4—0.655X4=0.608。-2.62FF流量68.5〜102.5m3/s。③、绘制3=P(-z-hw)曲线卩十tu^*。.。77Z=P(-Z-hw)=0.077(-Z-hw)Matlab编写程序:v(1)=2.88z(1)=-0.232*2.88*2.88fori=1:29dz(i)=0.608*v(i)-2.62dv(i)=0.077*((-1)*z(i)-0.232*v(i)*v(i))v(i+1)=v(i)+dv(i)z(i+1)=z(i)+dz(i)endv=vz=z'r(:,1)=vr(:,2)=z计算结果如下表

V(m/s)Z(m)△V△Z2.946-2.7930.0599-0.82833.0069-3.62150.11730.79183.1242-4.41340.1655-0.72053.2897-5.13390.2020-0.61993.4917-5.75370.2252-0.49713.7169-6.25080.2345-0.36013.9514-6.61090.2301-0.21754.1815-6.82850.2134-0.07764.3950-6.9061最大下降水位在-6.83m~-6.90m之间，采用线性内插法，得到最大下降水位为6.87moZma)=1082-6.87=1075.13mo五.调节保证计算1、检验正常工作情况下的水击压力相应的正常工作情况下的正常蓄水位为 1092.0米，相应的尾水位为1028.5米，贝y：H0=1092.0-1028.5=63.5米，由所给资料可知：正常工作情况下的正常蓄水位为 1092.0米，相应的尾水位为1028.5米，三台机满发电，通过水轮机的流量为 96.9m3/s，于是:起始的流速V0=96.9/23.808=4.07m.

a=JEwg/Y水锤波速：Kr上式中E上式中Ew为水的体积弹性模量，一般为2.1X105N/cm2；Y为水的容重，取9.81KN/m3,r为管道的半径,,压力管道半径为2.5m.蜗壳半径为1.22m.尾水管半径为1.7m,K为管道抗力系数。1.4Xi06kpaL9.81KN/m3,r为管道的半径,,压力管道半径为2.5m.蜗壳半径为1.22m.尾水管半径为1.7m,K为管道抗力系数。1.4Xi06kpaL=Lt+Lb+Lc=102.23+16.2+20.4=138.83压力管道Lt=102.32米，蜗壳Lc=20.4米，尾水管Lb=16.2米;22LbVb=97.36m/s, =165.66m/s,V1= _969=4.936m/s19.63V ^2^=2.332m/s；V5二空=3.557m/s13.85 9.08V2昱=1.645m/s19.63L管W=4.936x35.74+3.291咒29.21+1.64512.23+2.332咒3.79+3.557咒21.35=377.441m2/sVT二377.441=3.689m/s'102.32J2.1x105n/cm2*9.81/9.81kN/m3aT=f亠2*2.1x105N/cm2V 1.4X106kpaX2.5m=977.073m/s1435m/sac二If亠2*2.1x105n/cm2

彳 1.4x106kpax1.7m=862.9m/sI/ iam= % .=138.92/1m I/laT acab丿(102.32+20.4+16.21977.073862.9771.505丿=931.056m/s二LtVt+LbVb+LcVcm，77.458+97.36+165.66=4.612m/s138.92管道特性系数为空=931.056如.612=3.452gH0 2x9.81x63.5当机组满负荷运行时，T^管道特性系数为空=931.056如.612=3.452gH0 2x9.81x63.5当机组满负荷运行时，T^1，代0=3.45>1,因为阀门从全开到全关的时间为7S,其中有效关闭时间为山遇,一个相长t迁牛需心98<4.6込为间接水锤。管道的特性系数:曲"2 =0.22gH0T； 9.81x63.5x4.68Lvmax由以上计算并查图9-4水锤类型判别图可知：该水锤为极限正水锤，由式9-15可得:2cr2"22=0.2472-CT2-0.22△Hmax=0.247X63.5=15.7m校核尾水管进口处的真空度Hb尾水管进水口处的水锤压力:LPb97.36yLPb97.36yb二(Lt+Lc+Lb)J=138.9^4.61/0.247二0.038尾水管在进口断面出现yb时的流速水头如下:2Vb2g22g2天9.81vb2g=2+0.038x63.5+1.841=6.254尾水管进口处的真空度Hb在8~9米之内，满足要求。2、检验相对转速升高是否满足规范要求该水电站的保证出力为1.07X104kw,水轮机型为HL211-LJ-225,对于混流

式水轮机Ty=0.8Ts=0.8X4.68=3.44s,n。=214.3r/min,GD2=10124KN^m2,f为水锤影响系数，根据管道特性曲线系数由图 9-15得出f=1.12365N0Ts1f1P2DG20n亠Ji+365U°7週®44“12365N0Ts1f1P2DG20n根据书102页转速