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第二节 蜗壳计算 一、 蜗壳形式、进口断面参数选择 1、蜗壳形式选择 由于应力强度的限制，钢筋混凝土的蜗壳只能在40m水头以下的电站中采用，而对于40m以上水头的电站来说，只能采用金属蜗壳。 根据原始资料，本次设计电站的最大水头为95m，故应选择金属蜗壳。 2、蜗壳进口断面参数选择 （1） 包角的选择 混凝土蜗壳包角通常选择在之间，而金属蜗壳的包角通常在之间，故选取包角。 （2） 选择进口断面平均流速 进口断面平均流速可以选择大一些，这样可以减小蜗壳尺寸，但过大的增加又会增加损失从而降低水轮机效率，减少水轮机的输出功率，故应尽量合理选择。 = ＝0.86=7.74（m/s） 计算公式如下： =1.2474.5 =217.8 m/m 参考【2】P124 0为进口断面的包角。 （4）计算进口断面面积 计算公式如下： ==28.14 ㎡/s （5）计算进口断面半径 计算公式如下： ==3 m 参考【2】P124 （6）确定座环内外径D、D 参考【2】P128表2-16 （7）　确定碟形边锥角 由座环工艺决定，一般取。 （8）计算碟形边高度h 计算公式如下： =1.26/2+0.15 =0.9m b =4.50.28=1.26 m （9）计算碟形边半径 计算公式如下： =7.15/2+0.15=3.72 m 固定导叶外切圆半径ra = D/2=7.15/2=3.58 m （10）确定进口断面的中心距α 计算公式如下： ==6.55 m （11） 计算进口断面的外半径 计算公式如下： =6.55+3=9.55 m （12）计算蜗壳系数C 计算公式如下： 参考【2】P124公式2-5。 对于整个蜗壳，C是一个常数。 =474 （13） 计算圆形断面与椭圆形断面的分界角 圆形断面与椭圆形断面分界的方法有两种，两种方法算出来是相对应的。 、分界角计算法： 公式如下： = = 包角大于分界角的断面为圆形断面，包角小于分界角的断面为椭圆形断面。 内切圆半径比较法： 内切圆半径S=h／cos=0.9／cos55=1.569，与计算的进行比较，＞S时为圆形断面， ＜S时为椭圆形断面。 进口断面参数计算结果见表1-2-1如示： 表1-2-1 蜗壳进口参数计算表 参数 公式 数据 包角 进口断面平均流速 参考【2】P117图2-22（㎡/s） (m3/s) 217.8 进口断面面积 (㎡) 28.14 进口断面半径 (m) 3 座环内外径 参考【2】P128表2-16 (m) 7.15 座环内外径 参考【2】P128表2-16 (m) 6 碟形边锥角 由座环工艺决定 碟形边高度h (m) 0.9 碟形边半径 (m) 3.72 固定导叶外切圆半径ra ra=Da/2 3.58 进口断面的中心距 (m) 6.55 进口断面的外半径 (m) 9.55 蜗壳系数C 474 断面分界角 二、蜗壳各断面参数计算 根据表1-2-1所得的数据，将蜗壳断面分为两部分，一部分为圆形断面，另一部分为椭圆形断面。=，包角大于分界角的断面为圆形断面，包角小于分界角的断面为椭圆形断面，现分别对两种断面进行计算。 1、圆形断面参数计算 求得蜗壳参数 C 之后便可对断面参数进行列表计算，按照参考【1】P122 图 5-18 所提供的几何关系，可列表计算下列各参数： （1）　计算x 计算公式： 参考【1】P123公式5-12 其中的变化值为。 （2）　圆断面的半径 计算公式： 参考【1】P123公式5-12 （3） 圆断面的中心距 计算公式： 参考【1】P123公式5-12 （4） 圆断面的外半径 计算公式： 参考【1】P123公式5-12 圆形断面各参数计算结果见表格 2、椭圆形断面参数计算 按照参考【1】P123 图 5-19 所提供的几何关系，可列表计算下列各参数： （1） 与圆的同等面积A及半径 计算公式如下