液力传动与流体机械第五章流体机械的典型结构和用途.ppt

 流量系数 ，扬程系数 的定义如下 离心式机械转轮（叶轮）内流体的实际三元流动情况，可以近似认为是轴向漩涡与流经不动叶轮时的均匀相对流动的迭加 。如图5-8 所示 。 5.6 水轮机和涡轮机 一、水轮机 水轮机是一种把水流的能量转变为旋转机械能的动力机械，根据水轮机在能量转换过程中利用水流能量方式的不同可分为反击式和冲击式两大类。 反击式水轮机主要是利用水流的压能和动能。 冲击式水轮机是利用水流的动能做功 水轮机的型号组成： 第一部分表示水轮机的型式，由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成。 第二部分表示水轮机主轴的布置型式和引水式的特征。 第三部分表示水轮机转轮的标称直径，以厘米为单位。 （一） 反击式水轮机结构特点及用途 按照转轮区域内水流流动的方向特征，分为混流式、轴流式、斜流式、及贯流式等不同形式。 按照水流流经水轮机的途径，可分为将反击式水轮机分为四大部件。 1．引水部件 其作用是保证导水叶片进口圆周处均匀进水，使水流呈轴对称状态，并使水流在进入导水叶片之前形成——定的速度环量。 2．导水部件 其主要作用是形成和改变进入转轮的水流速度环量，根据外界电力系统负荷的变化，调节水轮机的流量和功率，并防止机组甩负荷时发生飞速和使机组停正运行。 3．转动部件 指水轮机的转轮，它是水轮机中最重要的过流部件，是转换水流能量为旋转机械能的部件，其性能好坏将直接影响到整个水轮机的好坏。 4．排水部件 也称吸出管或尾水管，其主要作用是收集从转轮流出的水流并引导至下游，回收转轮出口的部分能量，也就是说它可以使转轮出口的水流动能以及高出下游水面的那一段位能得到回收利用。 (二)混流式水轮机典型结构 图5—94为一装有混流式水轮机的电站厂房剖面图。水流沿压力钢管经蜗壳。导水机构进入转轮，转轮旋转，并使水轮机带动发电机工作。在水电站常把水轮机、发电机及其附属设备称为水轮发电机组。 混流式水轮机按厂房内的布置方式有立轴和横轴两种结构型式，前者水轮机与发电机不在同一高程上，机组占用厂房面积较小，但厂房高度较大，一般大中型水轮机都是采用立轴布置方式。后者水轮机与发电机在同一高程上，要求的厂房高度及电站开挖量小，但厂房面积增大，一般小型水轮机采用这一布置形式。 (三)轴流式水轮机典型结构 图5-95为一中小型立轴混流式水轮机剖面图，结构比较典型。该水轮机牌号HL240-LJ-180,设计水头为20.5m,额定出力为3150kW,转速为187.5r/min。 水流经蜗壳、座环1、活动导叶2、转轮3、进入尾水管排至下游。座环1是水轮机零部件安装的基础，也是整个水轮发电机组的承重部件。机组的重量、作用在转轮上的轴向水把力以及厂房蜗壳以上的混凝土重量都通过它传到厂房基础上。座环的结构是由上环、下环及若干个支柱组成。为减小过流的水力损失，支柱具有流线型断面，因此支柱又称固定导叶。 图5—96为我国制造的高水头混流式水轮机结构，其设计水头为270m，最高水头为318m，额定出力为38．5Mw，机组转速为500r／min。 该机的主要部件，如蜗壳、顶盖和转轮等均由高强度的低合金钢制成。由于采用铸造结构。座环和蜗壳合二为一。蜗壳为分辨铸造的组合结构。 为了抗磨，该机在顶盖及底环的过流面上均覆盖一层抗磨板4。它的材料具有良好的抗磨性能，结构上允许在磨损后更换。转轮叶片选用具有良好抗磨和抗汽蚀的材料2G15MnMovCu铸造。为便于检修转轮