合工大水轮机的模型试验指导书a

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1、《水电站》课程实验实验指导书学生学号：学生姓名：指导老师：张礼兵　范文莹吴成国实验地点：土水学院水力学实验室实验时间：201年月实验成绩：12第一篇　水　轮　机1、反击式模型水轮机效率能量试验模型水轮机的运转规模比真机运转规模小的多，费用小，试验方便，可以根据需要随意变动工况。能在较短的时间内测出模型水轮机的全面特性。将模型试验所得到的工况参数组成单位转速和单位流量后，并分别以它们作为纵坐标及横坐标，按效率相等工况点连线所得到的曲线图称为综合特性曲线。此综合特性曲线不仅表示了模型水轮机的工作性能，同样地反映了与该模型水轮机几何相似的所有不同尺寸，工作在不同水头下的同类型真实

2、水轮机的工作特性。水轮机制造厂可从通过模型试验来检验原型水力设计计算的结果，优选出性能良好的水轮机，为制造原型水轮机提供依据，向用户提供水轮机的保证参数。水电设计部门可根据模型试验资料，针对所设计的电厂的原始参数，合理地进行选型设计，并运用相似定律利用模型试验所得出的综合特性曲线，绘出水电站的运转特性曲线。为运行部门提供发电依据，水电厂运行部门可根据模型水轮机试验资料，分析水轮机设备的运行特性，合理地拟定水电厂机组的运行方式，提高水电厂运行的经济性和可靠性。当运行中水轮机发生事故时，也可以根据模型的特性分析可能产生事故的原因。一、水轮机模型效率实验的意义按相似理论，模型水轮

3、机的工作完全能反映任何尺寸的原型水轮机。模型水轮机的运转规模比真机运转规模小的多，费用小，试验方便，可以根据需要随意变动工况。能在较短的时间内测出模型水轮机的全面特性。将模型试验所得到的工况参数组成单位转速和单位流量后，并分别以它们作为纵坐标及横坐标，按效率相等工况点连线所得到的曲线图称为综合特性曲线。此综合特性曲线不仅表示了模型水轮机的工作性能，同样地反映了与该模型水轮机几何相似的所有不同尺寸，工作在不同水头下的同类型真实水轮机的工作特性。12水轮机制造厂可从通过模型试验来检验原型水力设计计算的结果，优选出性能良好的水轮机，为制造原型水轮机提供依据，向用户提供水轮机的保证

4、参数。水电设计部门可根据模型试验资料，针对所设计的电厂的原始参数，合理地进行选型设计，并运用相似定律利用模型试验所得出的综合特性曲线，绘出水电站的运转特性曲线。为运行部门提供发电依据，水电厂运行部门可根据模型水轮机试验资料，分析水轮机设备的运行特性，合理地拟定水电厂机组的运行方式，提高水电厂运行的经济性和可靠性。当运行中水轮机发生事故时，也可以根据模型的特性分析可能产生事故的原因。二、实验台的组成水轮机效率是水轮机能量转换性能的主要综合指标，因此，模型水轮机的能量试验主要是确立模型水轮机在各种工况下的运行效率。本实验台为开敞式实验平台，其组成结构如图一所示。它主要由下列装置

5、组成。（1）高位水箱。高位水箱2是一个具有自由水面的大容积储水箱，试验时保持稳定的上游水位。水箱由水泵1供水，通过高度可调节的溢流板4控制一定的水位，多余的水可从溢流板顶部排至集水池14。水流通过静水栅3均匀而稳定地进入模型水轮机7。（2）测流段。测流段包括引水管6，电磁流量计12。（3）机组段。机组段包括引水管6，模型水轮机7，尾水管8，测功装置5。（4）集水池。水流经尾水槽9，通过排水管11流入集水池14，然后再用水泵1抽送至高位水箱2，形成试验过程中水的循环。三、实验步骤（1）准备阶段。先将实验用水注入到集水箱14中（水位最高不能超过水箱挡水板），然后打开水泵1开始给

6、高位水箱2蓄水，当高位水箱内开始溢流时操作导叶电控装置13使导叶打开一个较小开度，水轮机7开始工作，打开测功装置5给水轮机提供一个稳定的制动负载，提升调节闸门10使尾水槽9的液面稳定，当试验台运行稳定后打开电磁流量计和转矩转速传感器，开始测量。12图一水轮机效率实验台示意图1—水泵；2—高位水箱；3—静水栅；4—溢流装置；5—测功装置；6—引水管；7—模型水轮机；8—尾水管；9—尾水槽；10—调节闸门；11—排水管；12—电磁流量计；13—导叶电控装置；14—集水池；15—操控台；16—扭矩转速传感器12（2）参数测量。模型水轮机效率为因此，确定水轮机效率，首先必须准确地测

7、量出模型水轮机4个试验参数。1）测量水头。模型试验水头是上游高水箱水位与下游尾水槽水位之差。本实验台中=高位水箱水位H1-尾水槽水位H2+台架高度差h2）测量流量。本实验台采用了电磁流量计来进行流量测量，值可直接在仪表上读出。3）测量转速。本实验台采用转矩转速传感器来进行流量测量，值可直接在仪表上读出。4）测量功率。本实验台安装有电涡流制动器，其制动力可平滑调节。给定一个制动力矩，待系统运行平稳后可从转矩转速测量仪上读得其转矩值M，根据以下公式：(Ｎ·m)可求得功率。（3）综合参数计算与试验成果整理综合参数计算就是