第八章水轮机自动调节.pptVIP

图8-18 作用在导叶上的各力矩随导叶开度变化的曲线 三、真空破坏阀 真空破坏阀装置在水轮机顶盖上，是一个将空气引入转轮室内的补气阀。一般水轮机有两个真空破坏阀。当水轮机紧急停机时，导叶迅速关闭截断进入转轮的水流，而转轮后的水流因惯性作用继续经尾水管排出，这时顶盖下部出现真空。这部分真空使尾水管的水迅速倒流回来，这股强大的高速水流有很大的冲击力，有时会将转轮抬起并造成机件损坏。为此，在水轮机顶盖上装设有真空破坏阀。 第三节 导叶装配 第四节 径向式导水机构的几何参数 一、导叶开度 导叶开度 是表征水轮机在流量调节过程中导叶安放位置的一个参数。它的大小等于导叶出口边与相邻导叶体之间的最短距离。当导叶处于径向位置时（图8-8）为最大径向开度值 。 最大径向开度近似公式为： 图8-8 导叶的开度 最大径向开度是指导叶可能达到的最大开度，即导叶处于径向位置。在此开度下，导叶进口有很大冲角并形成脱流，水力损失很大。而且，流经导水机构的水流在转轮前不能形成环量。实际上不允许在这种导叶位置下运行。 允许的最大开度,混流式水轮机一般为额定水头下额定出力时的开度值。此开度值如小于最低水头下5％（或3％）出力限制线上的开度值时，则取后者为最大开度。转桨式水轮机的最大开度通常根据允许的吸出高度确定。 第四节 径向式导水机构的几何参数 二、导叶出水角 导叶出口处骨线与圆周方向的夹角称为导叶出口角 。由于导叶的叶片数较多，其叶栅可视为稠密叶栅，水流的出流角也就是导叶出口角，称为导叶出水角 。 分别具有图8-9所示的三种不同形状的导叶进行试验： 在开度相同的情况下， 大者 也大，见图8-10 ； 第四节 径向式导水机构的几何参数 出口角都相同的情况下，尽管它们的开度各不相同，但过流量却很接近，见图8-11 由此可见，决定流量变化及转轮前水流运动状况的主要因素不是开度 ，而是导叶出口角度 。只是由于习惯和测量方便的原因，实际上仍以开度作为导水机构的工作参数，而且在水轮机的综合特性曲线上也均作出等开度线。对某一固定形状的导叶，开度 和出口角 应是一一对应的关系。 第四节 径向式导水机构的几何参数 图8-9 具有不同叶型的导叶 (a)负曲度叶型；(b)对称叶型；(c)正曲度叶型 8-10 具有不同叶型导叶 与 的关系 图8-11 具有不同叶型导叶 与 的关系 三、导叶高度 导叶高度决定了水流进入转轮的过水断面面积，其值根据导水机构中水力损失最小的原则确定。 导叶相对高度 由于 , 若令 ，则 即 第四节 径向式导水机构的几何参数 对一定直径的水轮机，比转速越高流量就越大，导叶应该做得高一些，否则就要增加开度 。当开度过大时导叶将会接近于径向开度，这样将增加导叶及转轮内的流动损失。 反之，对低比转速水轮机，流量相对比较小。如果导叶高度过大，则对应的开度将很小，水流从两片导叶之间的窄缝中流出，亦会引起较大的水力损失。 混流式水轮机在额定工况下运行时，工作在特性曲线的5%（或3%）出力限制线上，及最大开度为额定水头下，发出额定出力的开度的开度，见图8-12. 第四节 径向式导水机构的几何参数 图8-12 不同比转速水轮机的 和 四、导叶数 ，导叶轴线分布圆直径 及导叶弦长L 导叶数不但影响进入转轮水流的均匀度，还涉及本身的加工量，并直接影响到的尺寸。故导叶数应选用恰当。表8-1介绍了大中型水轮机的导叶数。 根据实践经验，取相对值 当 和 确定后，以导水机构能紧密关闭为原则，按下式确定叶栅密度和翼弦长度L，即： 第四节 径向式导水机构的几何参数 表8-1 导水机构导叶数目 转轮直径 （m） 导叶数 32 1.0～2.25 9.0以上 12 24 1.0以内 2.5～8.5 16 第四节 径向式导水机构的几何参数 第五节 导叶机构中的水力损失 导叶机构是水轮机的一个重要部件。水流能量在导水机构中的损失将影响水轮机的效率。 导水机构的相对水力损失为: 式中： —导水机构的相对损失； —平板叶栅的阻力系数，它是特征流速 与平板间的夹角即冲角 的函数，冲角越大阻力系数越大； —特征流速 与圆周方向的夹角。 第五节 导叶机构中的水力损失 根据（8-11）式分析影响导水机构中损失的各种因素。导水机构中的损失与单位流量的平方成正比；与导叶相对高度 的平方成反比；与相对直径 的平方成反比；与叶栅稠密度 成正比。此外，导水机构的水力损失