水力機械現(xiàn)代設(shè)計方法第六章水力機械的選型課件

1、HSJ第六章 葉片式流體機械的選型第一節(jié) 流體機械產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與系列化一個矛盾用戶：性能參數(shù)的多樣性價格低、質(zhì)量可靠維修方便制造商：滿足多樣要求：單件或小批量生產(chǎn)，價格、質(zhì)量、維修難以保證滿足價格、質(zhì)量、維修要求：大批量生產(chǎn)，參數(shù)難以滿足不同用戶要求解決辦法：三化（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化）HSJ第六章 葉片式流體機械的選型第一節(jié) 流體機械產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)HSJ流體機械的系列型譜主要考慮因素：流動特性和結(jié)構(gòu)（強度、材料）型譜的主要內(nèi)容：1）模型的數(shù)量模型、“系列” 和 “型式”2）葉輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑“品種”確定品種數(shù)量的依據(jù)：效率降低值HSJ流體機械的系列型譜主要考慮因素：流動特性和結(jié)構(gòu)（強度、HSJ第二

2、節(jié) 中、小型水輪機的系列型譜一、水輪機型號的編制方法水輪機型式轉(zhuǎn)輪型號（比轉(zhuǎn)速）主軸布置型式引水室的特征轉(zhuǎn)輪直徑HSJ第二節(jié) 中、小型水輪機的系列型譜一、水輪機型號的編制方HSJ主軸布置型式和引水室特征代表符號 沖擊式水輪機直徑表示：標(biāo)稱直徑：直徑射流數(shù)射流直徑型號示例： HL220LJ5502CJ30W120210HSJ主軸布置型式和引水室特征代表符號 沖擊式水輪機直徑表示HSJ二、中小型軸流式、混流式水輪機轉(zhuǎn)輪的系列型譜HSJ二、中小型軸流式、混流式水輪機轉(zhuǎn)輪的系列型譜表6-5 混流式入譜轉(zhuǎn)輪主要參數(shù) HSJ標(biāo)準(zhǔn)直徑系列表6-5 混流式入譜轉(zhuǎn)輪主要參數(shù) HSJ標(biāo)準(zhǔn)直徑系列HSJ三、中小型軸

3、流式、混流式水輪機產(chǎn)品系列型譜HSJ三、中小型軸流式、混流式水輪機產(chǎn)品系列型譜HSJ第三節(jié) 水輪機的選型計算一、原始資料，選型任務(wù)及原則（一）水輪機選型的原始資料 1）水電站的水頭和流量：Hmax、Hmin：運行范圍內(nèi)的最大與最小水頭；設(shè)計水頭Hd：最高效率點的凈水頭；額定水頭Hr：能發(fā)出額定功率的最小凈水頭；加權(quán)平均水頭Hw，加權(quán)平均值；最大流量qVmax：流經(jīng)電站的流量的最大值；額定流量qVr：額定水頭、轉(zhuǎn)速，功率時的流量。HSJ第三節(jié) 水輪機的選型計算一、原始資料，選型任務(wù)及原則（HSJ2）上下游水位標(biāo)高（海拔高程）。3）水電站的裝機容量，機組臺數(shù)，及初步選擇的水輪機轉(zhuǎn)輪型號、參數(shù)、直徑

4、和轉(zhuǎn)速。4）調(diào)節(jié)保證要求值。5）水電站的水質(zhì)資料，如河流含砂量及砂粒大小等。6）水輪機輸水管道尺寸及布置情況。7）水電站允許的最大挖深值。8）運輸及安裝條件。原始資料，選型任務(wù)及原則HSJ2）上下游水位標(biāo)高（海拔高程）。原始資料，選型任務(wù)及原HSJ系統(tǒng)的負(fù)荷分配9）水電站的運行情況，如水電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)任峰荷或基荷的情況，是否要作調(diào)相機運行等。HSJ系統(tǒng)的負(fù)荷分配9）水電站的運行情況，如水電站在電力系統(tǒng)HSJ（二）選型計算的任務(wù)1）水輪機的類型和轉(zhuǎn)輪型號。2）水輪機的結(jié)構(gòu)型式。3）保證發(fā)出額定功率的轉(zhuǎn)輪直徑。4）水輪機的額定轉(zhuǎn)速和飛逸轉(zhuǎn)速。5）所有運行水頭和功率下水輪機的效率和吸出高度值，即

5、繪出水輪機的運轉(zhuǎn)特性曲線。6）軸向推力及葉片力矩的計算。7）調(diào)節(jié)保證計算。8）輔助設(shè)備的選擇。HSJ（二）選型計算的任務(wù)1）水輪機的類型和轉(zhuǎn)輪型號。HSJ（三）選型的一般原則電站的水輪機選型是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，對工程的綜合效益有重大影響主要的技術(shù)經(jīng)濟因素：工程的綜合利用：發(fā)電、航運、防洪、灌溉、養(yǎng)殖、旅游機組：效率、空化、穩(wěn)定性、尺寸、價格土建：工程造價、施工難度、工期制造：設(shè)計、毛坯、加工運輸：安裝：HSJ（三）選型的一般原則電站的水輪機選型是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，水力角度：HSJmax，av；NPSH；D；n；成本；比速系數(shù)：在保證安全的條件下 nS水力角度：HSJmax，av；比速系數(shù)：在保證安

6、全的條件HSJ二、用系列型譜使用范圍圖和系列使用范圍圖選型HSJ二、用系列型譜使用范圍圖和系列使用范圍圖選型HSJZZ500系列使用范圍圖HSJZZ500系列使用范圍圖HSJ三、根據(jù)綜合特性曲線進(jìn)行選型計算1、選擇水輪機的系列（水頭段）2、轉(zhuǎn)輪直徑：參數(shù)：P ：單機額定功率（考慮電機效率）Q11 ：混流式5%功率限制線 or HS 軸流式HS or 效率（最小尺寸原則）HSJ三、根據(jù)綜合特性曲線進(jìn)行選型計算1、選擇水輪機的系列（混流式水輪機選型時單位流量的確定HSJ混流式水輪機選型時單位流量的確定HSJZZ式水輪機選型時單位流量的確定HSJZZ式水輪機選型時單位流量的確定HSJ轉(zhuǎn)速計算HSJ

7、：先近似取值，然后修正H額定水頭Hr（?。┗麨闃?biāo)準(zhǔn)直徑 （通常向大方向）允許采用非標(biāo)準(zhǔn)直徑的情況： 大機組 or 高轉(zhuǎn)速3、轉(zhuǎn)速注意：最優(yōu)單位轉(zhuǎn)速 和 加權(quán)平均水頭發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速（?。?轉(zhuǎn)速計算HSJ ：先近似取值，然后修正3、轉(zhuǎn)速注意：最優(yōu)單檢查正確性HSJHmaxHmin檢查正確性HSJHmaxHminHSJ7、允許吸出高度HS的計算8、飛逸轉(zhuǎn)速計算單位飛逸轉(zhuǎn)速飛逸系數(shù)混流式的飛逸特性HSJ7、允許吸出高度HS的計算8、飛逸轉(zhuǎn)速計算單位飛逸轉(zhuǎn)HSJ混流及軸流定槳式的最大飛逸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)槳式的飛逸特性HSJ混流及軸流定槳式的最大飛逸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)槳式的飛逸特性HSJ轉(zhuǎn)槳式的最大飛逸轉(zhuǎn)速HSJ轉(zhuǎn)槳式的最大

8、飛逸轉(zhuǎn)速HSJ9、軸向水推力及葉片水力矩的計算離心式軸向水推力的產(chǎn)生HSJ9、軸向水推力及葉片水力矩的計算離心式軸向水推力的產(chǎn)生HSJ減壓孔與減壓板HSJ減壓孔與減壓板HSJ軸向水推力的估算作用于軸流式葉片的力單位軸向力HSJ軸向水推力的估算作用于軸流式葉片的力單位軸向力HSJ抬機事故軸向力特性防止措施分段關(guān)閉HSJ抬機事故軸向力特性防止措施HSJ10、水輪機重量估算四、水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線的繪制HSJ10、水輪機重量估算四、水輪機運轉(zhuǎn)特性曲線的繪制HSJ1、工作特性曲線f（P）的繪制選定若干水頭（包括Hmax、Hmin、Hr、Hw）HSJ1、工作特性曲線f（P）的繪制選定若干水頭（包括HHSJ

9、轉(zhuǎn)向點HSJ轉(zhuǎn)向點HSJ3、功率限制線的繪制發(fā)電機功率限制水輪機功率限制定槳式、轉(zhuǎn)槳式HSJ3、功率限制線的繪制發(fā)電機功率限制水輪機功率限制定槳式HSJ轉(zhuǎn)槳式的功率限制HSJ轉(zhuǎn)槳式的功率限制HSJ4、等吸出高度線的繪制輔助曲線HSf（P）HSJ4、等吸出高度線的繪制輔助曲線HSf（P）HSJ輔助曲線 Pf（Q11）HSJ輔助曲線 Pf（Q11）HSJ運轉(zhuǎn)特性曲線匯總HSJ運轉(zhuǎn)特性曲線匯總HSJ檢查直徑與轉(zhuǎn)速的合理性HSJ檢查直徑與轉(zhuǎn)速的合理性HSJ第四節(jié) 葉片泵的系列型譜與選型計算一、離心葉輪的切割（一）切割定律（經(jīng)驗公式）（二）切割拋物線及其應(yīng)用AAHSJ第四節(jié) 葉片泵的系列型譜與選型計算一

10、、離心葉輪的切割HSJ切割葉輪的出口速度三角形：討論條件：A2，2不變u2w2c2u2D2如果有cm2 D2，則三角形相似此時有H D22，qV D2切割定理對應(yīng)工況HSJ切割葉輪的出口速度三角形：討論條件：A2，2不變u2HSJ（三）最大允許切割量和切割高效區(qū)允許切割量 與nS 的關(guān)系切割高效區(qū)HSJ（三）最大允許切割量和切割高效區(qū)允許切割量切割高效區(qū)HSJ二、葉片泵的系列型譜泵產(chǎn)品的特點：用途廣泛、要求各異、批量大型譜的特點：綜合劃分水力、結(jié)構(gòu)、用途（一）農(nóng)用水泵的分類方法1、大類排灌機械2、小類：混合劃分 離心泵、混流泵、軸流泵、井用泵、地表潛水泵、噴灌機械、水輪泵、手動泵、特種泵3、系

11、列：結(jié)構(gòu)型式、用途、材料相同，部件通用，參數(shù)按規(guī)律分布4、品種規(guī)格：按基本參數(shù)劃分，不同系列參數(shù)不同。品種還可分規(guī)格HSJ二、葉片泵的系列型譜泵產(chǎn)品的特點：用途廣泛、要求各異、HSJ機械產(chǎn)品大 類小 類離 心 泵混 流 泵軸 流 泵井 用 泵排灌機械系 列單 級 離 心 泵多 級 離 心 泵單 級 雙 吸 泵自 吸 離 心 泵品 種型 號IB5032125規(guī) 格IB5032125AIB5032160HSJ機械產(chǎn)品大 類小 類離 心 泵混 流 泵軸 流 泵井 HSJ（三）葉片泵的系列型譜其他產(chǎn)品系列 泵的 “系列” 概念：更強調(diào)結(jié)構(gòu)、材料、零部件的通用化程度； 不再以比轉(zhuǎn)速作為劃分系列的依據(jù)。

12、系列：結(jié)構(gòu)形式、用途、材料相同，除過流部件外，其它零部件通用程度高，基本參數(shù)按一定規(guī)律分布的產(chǎn)品。 同一系列中，可由若干比轉(zhuǎn)速按一定規(guī)律變化的水力模型換算構(gòu)成系列中的全部產(chǎn)品。不同的系列中，則可能有相同的水力模型HSJ（三）葉片泵的系列型譜其他產(chǎn)品系列 泵的 “系列HSJ泵的系列型譜圖HSJ泵的系列型譜圖HSJ二 葉片泵的選型計算（一）原始資料及選型原則任務(wù)的分類：專用與通用產(chǎn)品1、泵選型的原始資料排灌泵站：1）系統(tǒng)的揚程和流量Hmax、Hd、Hmin、Hav、qVmax、qVmin、qVd2）系統(tǒng)的總?cè)萘浚üβ剩?）輸送介質(zhì)資料，例如水中含砂量及砂粒大小等4）管道尺寸及布置情況5）系統(tǒng)的運行情況HSJ二 葉片泵的選型計算（一）原始資料及選型原則任務(wù)的分類HSJ2. 泵選型的原則1）滿足流量及揚程要求2）效率高，同時不發(fā)生空蝕和動力超載的現(xiàn)象3）機電設(shè)備和土建投資少4）便于操作維修，運行和管理費用小5）盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的產(chǎn)品和相同型號的泵（二）葉片泵選型的計算1、用系列型譜圖或產(chǎn)品特性曲線進(jìn)行選型（現(xiàn)有產(chǎn)品）注意事項：專用與通用系列臺數(shù)：多方案比較各揚程時的實際流量考慮管網(wǎng)特性以后：平均揚程對應(yīng)于泵的高效范圍設(shè)計揚程保證提供設(shè)計流量最大最小揚程時能安全運行HSJ2. 泵選型的原則1）滿足流量及