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1、第三讲轴流式水轮机的结构与特性一、轴流式水轮机的结构二、轴流式水轮机的特性三、水轮机的轴向水推力四、轴流式水轮机飞逸转速的计算一、轴流式水轮机的结构特点1、流道：蜗壳、座环、顶盖（导叶）、支持盖、转轮、尾水管。蜗壳型式（三种）2、分定桨和转桨两种型式：适用情况 定桨式结构简单，叶片角度固定，高效区窄。转桨式叶片角度可随工况调整，具有宽广的高效区。3、转轮结构复杂，造价高。4、轴承（低速）5、机俎重量传递方式1）轴流转桨式水轮机结构简图）轴流转桨式水轮机结构简图操作油管操作油管水导轴承水导轴承主轴密封主轴密封轮叶接力器轮叶接力器叶片操叶片操作机构作机构水轮机大轴水轮机大轴顶盖顶盖支持盖支持盖转轮
2、体转轮体泄水锥泄水锥2）轴流式水轮机的导轴承分块瓦式 稀油润滑水导轴承轴领轴领轴瓦轴瓦油冷却器油冷却器抗重螺钉抗重螺钉给水给水排水排水水导轴承箱水导轴承箱3）叶片操作机构轮叶操作架操作架接力器接力器压力油压力油回回 油油漏漏 油油桨叶反馈信号桨叶反馈信号去调速器去调速器操作油管操作油管桨叶接力器桨叶接力器叶片叶片操作架操作架转轮体转轮体水轮机大轴水轮机大轴4）桨叶操作系统泄水锥泄水锥受油器结构与工作原理受油器结构与工作原理操作油管及连接法兰转轮体内部结构轮叶连杆转壁二、轴流式水轮机的性能特点）比转速高，过流能力强，同样条件下，出力大。2）定桨式高效率区窄长，不适合负荷变化。3）转桨式可随水头与
3、负荷的变化自动调整叶片角度，有宽广的高效率区。）单位流量大，空化系数大，同样工作条件下比混流式空化严重。水轮机安装高程一般低于混流式。（）水轮机的特性1）轴流定桨式水轮机的特性、效率线窄长，负荷变化适应性差。、效率线窄长，负荷变化适应性差。、等开度线为上升曲线，单位转速增大时流量增大。、等开度线为上升曲线，单位转速增大时流量增大。）转桨式水轮机的特性）转桨式水轮机的特性特点：高效区宽；叶片与水头、导叶双协联定桨、转桨比较等开度线等叶片转角线Q113）转桨式水轮机桨叶与导叶的协联导叶开度增大时叶片角度增大转桨式水轮机桨叶与水头的协联水头增大时叶片角度增大4)桨叶与导叶、水头的协联等开度线等叶片转
4、角线Q11水头不变时水头不变时，导叶开度不变时，导叶开度不变时，导叶开度增大导叶开度增大水头增大三、水轮机的轴向水推力三、水轮机的轴向水推力水推力的成因：水推力的成因：作用在水轮机转轮上的各种力的作用在水轮机转轮上的各种力的轴向分量之和称作水轮机的轴向水推力。轴向分量之和称作水轮机的轴向水推力。水推力的影响：水轮机推力轴承的主要负荷。水推力的影响：水轮机推力轴承的主要负荷。水推力的计算水推力的计算:*用经验公式或经验系数计算；用经验公式或经验系数计算；*用实验参数确定：轴向水推力系数；单位轴向用实验参数确定：轴向水推力系数；单位轴向水推力。水推力。1)1)转桨式水轮机的轴向水推力转桨式水轮机的
5、轴向水推力DoboVm轴向水推力的计算轴向水推力的计算一般由实验确定水推力系数一般由实验确定水推力系数:教材教材P382（水轮机（水轮机型谱或模型特性曲线）例：型谱或模型特性曲线）例：ZZ440,K=0.71 Tz=KD12Hmax(104)N或经验公式计算（经验系数）或经验公式计算（经验系数）叶片数叶片数 0.850.870.900.930.95由单位轴向水推力曲线换算：由单位轴向水推力曲线换算：教材教材P207教材教材P2062)混流式水轮机的轴向水推力转轮型号转轮型号HL310HL240HL100K0.37-0.450.30-0.410.08-0.14-教材教材P157四、轴流式水轮机飞逸转速的计算四、轴流式水轮机飞逸转速的计算1、轴流定桨式水轮机：同混流式水轮机、轴流定桨式水轮机：同混流式水轮机2、转桨式水轮机按协联工况保持计算、转桨式水轮机按协联工况保持计算 取Hmin、Hr、Hmax等数个水头，计算对应单位转速，查协联保持飞逸特性曲线，分别查出各自的最大单位飞逸转速，计算各水头的飞逸转速，再取其中最大值。如ZZ440水轮机教材P382