【《水轮机组尾水管的设计计算案例综述》1500字】

水轮机组尾水管的设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u26089水轮机组尾水管的设计计算案例 127595一、尾水管类型选择 114170二、尾水管各部分尺寸计算 222079三、尾水管单线图绘制 5一、尾水管类型选择尾水管的基本类型如下：（1）类型一：直锥形尾水管。当尾水管的轴线为直线时，称为直锥形尾水管。这是一种最简单的扩散形尾水管。因为在直锥形尾水管内部水流均匀，阻力小，所以其水力损失很小，恢复系数ηw比较高，一般可以达到83%以上.对于大型水电站,如果采用直锥形尾水管，将会带来巨大的基础开挖工作量，因而非常不经济，有时甚至是不可能的。所以，这种尾水管广泛地使用在中小型水电站中，同时水轮机转轮直径在0.5~0.8m（2）类型二：弯曲形尾水管。为了减少基础开挖量，大型水电站中的水轮机尾水管采用弯曲形尾水管，弯曲形尾水管的中心线有90°或接近90°的转弯。（3）类型三：弯肘形尾水管由三部分组成，进口锥管、肘管和出口扩散管。进口锥管是一个竖直安放的圆锥扩散管。肘管大致是一个90°的弯管，其进口断面为圆形，出口断面为矩形。肘管的形状比较复杂，出口扩散管是一个水平放置的扩散管，同时扩散管的进出口断面均为矩形，但出口断面的矩形面积大于进口断面的矩形面积。这种尾水管的恢复系数为0.6~0.75。综上所述：考虑到厂址选在大坝下游右岸上，水由隧洞式压力钢管引入厂房及建设投资成本和安全条件等因素选用弯肘形尾水管。弯肘形尾水管几何形状和主要参数如下图1-7所示图1-17弯肘形尾水管二、尾水管各部分尺寸计算1．尾水管的高度h电站的最大水头为80.5m，小于120m，因此取h=（2.3~2.7）D1=2.5D1，比转速nsD1DD1D2=1∴取h≥2.6h=2.7×4.5=12.15(m)2.肘管的选择与计算选用4H类型标准肘管表1-204号系列肘管各部分参数表（单位：m）DhBLhaRRaaR1.3521.3522.7401.7500.6700.4871.1600.8151.4780.1070.782D46.0846.08412.337.8753.0152.1925.2200.6686.6510.4823.5193.进口锥管段尺寸的确定进口直径D3近似取转轮出口直径D2，进口锥管的半锥角β的最优值，对于混流式水轮机β=7°~9°，取β=8°。锥管段高度h3一般在已知尾水管高度hD2=D10.941=4.5D3≈Dh3h3=D4−D34.标准弯肘形尾水管主要尺寸的选择对于弯肘形尾水管一般不进行单独设计，通常采用标准尾水管。表1-21标准弯肘形尾水管主要参数（单位：m）h/DhLBDhhLh2.712.704.502.741.3521.3520.6701.7501.3105.水平长度L的计算尾水管的水平长度L是机组中心线到尾水管出口的距离，当肘管型式确定后，长度L就决定了水平扩散段的长度。L取值如下：混流式：L=(3.5~4.5)D1=4.0×4.5=18(m6.水平扩散段尺寸的确定水平扩散段参数有进口高度、出口高度、宽度B5、长度L2和顶板仰角（1）水平扩散段进口高度：h6=0.67×4.5=3.015(m)（2）水平扩散段出口高度：h5=1.31×4.5=5.895(m（3）水平扩散段宽度：B5=2.74×4.5=12.33(m)，若宽度B>（4）水平扩散段长度：L2=L−L1=18−（5）顶板仰角α一般取10°~13°，当底板上翘时，底板仰角一般不可以超过6°~12°，所以取顶板仰角α=11°。表1-22尾水管各参数计算结果内容数值内容数值尾水管高度h(m)12.15肘管段出口宽度B4(m12.33直管段高度h3(m4.64肘管段出口高度h6(m3.015尾水管进口直高度h4(m4.78水平扩散段出口高度h5(m5.895水平长度L(m)18a(m)2.192水平扩散段宽度B5(m12.33L2(m10.125顶板仰角α11°R6(m5.22出口直径D4(m6.084R7(m3.668肘管段高度h4(m6.084R8(m3.5197.支墩尺寸的确定因为尾水管水平扩散段宽度B5=12.33(m)>10(mb=(0.1~0.15)B5=0.13×12.33=1.603(R=(3~6)b=4.5b=4.5×1.603=7.214(m)l≥1.4D1=1.9×4.5=8.55(mr=(0.2~0.3)b=0.25b=0.25×1.603=0.401(m