水轮机复重点

1、1、 水轮机的基本工作参数都有哪些？ 答：水头、流量、转速、出力、效率（每写对一个得2分）2、 水轮机的编号规则？类型 比转速表示水轮型号 主轴布置形式 引水形式 以厘米表示的转轮直径（每写对一个得2分）3、 试简述一元理论，二元理论，三元理论。一元理论：采用无穷叶片数及轴面速度沿过流断面均匀分布假定，流动状态只是转面流线长度坐标的函数。二元理论：放弃一元理论中两个基本假设中的一个。三元理论：完全放弃一元理论的两个基本假设，直接研究三维流场。4、 什么是蜗壳的最大包角、水轮机比转速、单位流量？答：蜗壳最大包角指蜗壳的进口端面到蜗壳的鼻端所围成的角度。 水轮机比转速是指水轮机在水头为1m，出力为

2、1kw时所具有的转速。 单位流量是指水轮机标称直径为1m，有效水头为1m时所具有的的流量。5、 按水流流经导叶与水轮机轴线的相对位置，导水机构可分为哪几种形式？（1）径向式导水机构，水流方向与主轴垂直（2）轴向式导水机构，水流方向与主轴平行（3）斜向式导水机构，水流方向与主轴相交6、 水轮机的几个典型工作水头如何定义？ 最大水头：是允许水轮机运行的最大净水头。 最小水头：是保证水轮机安全、稳定运行的的最小净水头。 设计水头：是水轮机发出额定出力时所需的最小净水头。 加权平均水头：是在一定时期内（视水库的调节性能而 定），所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头

3、。7、 水轮机的主要过流部件有哪些及其作用是什么？ 答：水轮机的主要过流部件有：引水室、导水机构、转轮、尾水管。 1）引水室的作用是将水流按所需要的速度（大小和方向）引入转轮。轮机的功率，以适应负荷的变化；在非蜗壳式引水室中，还用来改变水流方向，以适应转轮需要。 3）转轮的作用是改变水流方向并产生能量。 4）尾水管作用是将离开转轮的水引导至下游并利用转轮出口水流的部分能量。8、 什么是水轮机的最优工况、协联工况、飞逸工况、飞逸转速？说明飞逸工况的危害。答：最优工况：使水轮机效率最高的工况。 协联工况：对一定的点，使效率最高的的与a0值是一定的，保持导叶开度与叶片转角之间最优协联关系的工况。 飞

4、逸工况：一定水头和工况下，负荷力矩为零时的工况。 飞逸转速：一定水头和开度下最大转速 飞逸工况危害：1）转速升高，离心力超过机组允许值，形成破坏；2）与机组固定频率重合形成共振9、 什么是水力机械的全特性？ 水力机械工作状态性质主要参数水头、流量、轴端力矩、转速和轴功率正负方向的不同组合，构成水力机械的八种工作状态，表征这八种工作状态的特性曲线称为水力机械的全特性。10、 某河床式式水电站在设计工况下：上游水位=83m，下游水位=47.2m，通过某台水轮机的流量为874，发电机效率为=0.973.水轮机效率为=0.88。如果忽略水工建筑物的水力损失，试求水流出力、水轮机出力、和机组出力。解：因

5、为 则H=83-47.2=35.8m 水流出力9.81QH=9.81*874*35.8=306947kw 水轮机出力P=270113.4kw 机组出力=262820.3kw1、 冲击式水轮机的主要类型及适用条件。答：在冲击式水轮机中，以工作射流与转轮相对位置及射流做功次数的不同可分为切击式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机。 冲击式适用于高水头小流量水力条件。2、 简述切击式水轮机的主要部件。答：1、喷嘴、喷针；2、转轮：斗叶、圆盘；3偏流器、分流器；4机壳；5副喷嘴（反向制动喷嘴）/用于防止飞逸。3、 喷管的组成及其作用。答：喷管主要由喷嘴喷针和喷针移动机构组成，其作用：将水流的压力势能转换

6、为射流动能，则当水由进水管流进喷管时，在其出口便形成一股冲向转轮的圆柱形自由射流;起着导水机构的作用。当喷针移动时，即可以渐渐改变喷嘴出口与喷针头之间的环形过水断面面积，因此可平稳地改变喷管的过流量及水轮机的流量和功率。4、 简述提高水斗式水轮机比转速的主要途径。答：提高喷嘴数目；改变直径比/;增加工作轮数量；提高机组转速。5、 推导冲击式水轮机基本方程，理论最优转速比及实际转速比范围。答：水轮机对水体作用为，射流对水斗的作用为 =-对选定水体在x方向列动量方程：t=则= = 当时出力最大 则6、 写出水轮机的主要工作参数以及水力机械工作状态性质的主要参数。一般情况实际速比为0.460.49答

7、：1）水轮机的主要工作参数：水头H，流量Q，转速n，出力N，效率。 2）水力机械工作状态性质的主要参数：水头H，流量Q，转速n，轴端力矩M，轴功率P7、 以正常水泵工况参数为正，在叶片式水力机械的各种工作状态下转轮输出功率P、能量QH的正负。 答：水轮机工况：叶片式水力机组以原动机运行，P<0,水流流经转轮以后能量减少 QH<0;水泵工况：水力机组为工作机械，P>0，水流流经转轮以后能量增加 QH>0; 制动工况：水力机组为工作机械，P>0，水流流经转轮以后能量减少 QH<0; 飞逸工况：水力机组为原动机，但作用在轴上的扭矩趋近于0，所以轴功率也趋近于0，P

8、0 机组效率为0水流流经转轮后能量有所减小这部分减小的能量用来克服机组旋转时的摩擦损失QH<08、 抽水蓄能电站按转换周期及按天然水量的利用可分为哪几类？答：抽水蓄能电站按蓄水和发电的转换周期可分为季调节和日（或周）调节两种；根据天然水量的利用情况分为纯抽水蓄能电站混合式抽水蓄能电站9、 三机式和四机式机组各有那些优缺点？答：四机式机组的水轮机和水泵均可根据自身的条件确定形式、台数和转速，因而可以保证各自的效率最高，但由于造价昂贵，目前几乎不采用。三机式机组的水轮机的主要优点是：抽水蓄能的效率比可逆式水泵水轮机高。水泵工况下启动方便和迅速但三机式机组投资高，机械设备和土建投资也较高，在水

9、泵运行时需要压缩空气保持水轮机转轮处于排空状态，而在水轮机运行时保持水泵转轮处于排空状态会增加设备，提高了运行费用，影响整个电站的效益。10、 写出尾水管的恢复系数及其作用，并说明尾水管对不同比转速的重要性及其原因。答：。作用：1）将转轮出口水流引向下游；2）利用转轮高出下游水面的那一段位能；3）回收部分转轮出口功能。尾水管对高比转速水轮机起着十分重要的作用。高比转速水轮机的可达总水头的40%左右，而低比转速却不到1%。以恢复系数都等于75%来估算，则高比转速水轮机尾水管的相对水力损失达10%，而低比转速仅为0.25%，由此可见对高比转速水轮机更加重要。11、 轴向水推力有哪几部分组成？如何减

10、小轴向水推力？答： 其中、分别为转轮流道内水流作用所产生的推力，上冠因水压力产生的水推力，下环因水压力产生的水推力，浮力。减小轴向水推力：1）可在水轮机的上冠上设置若干减压孔，以及时排除上冠背面的渗漏水。2）设置减压板。12、 何为圆柱层无关假设？ 答：假定水流在轴流式转轮区域内是沿着与主轴通信的圆柱面上流动，水流绝对速度在半径方向的分量=0，即在各圆柱层之间水流质点没有相互作用。这就是圆柱层无关性假设。根据圆柱层无关假设，可将轴流式转轮分解成许多无限薄的圆柱层，展开这些圆柱层便得到许多互不相关的平面直列叶栅，这样就将轴流式复杂的三元流动问题简化为平面问题求解。13、 试分析混流式转轮中的水流

11、运动特点？答：混流式转轮位于流道从径向变为轴向的拐弯处，水流运动受到拐弯离心力的作用及水流绕轴线旋转离心力作用。不同比转速，流道的形状不同，两种离心力的作用使得不同比转速的混流式转轮，轴面速度分布规律不一致，从而得出不同的设计方法。对流动的不同假定的简化得到转轮的不同设计方法。14、 写出升力法设计轴流式转轮的基本方程式及其物理意义。答： 其物理意义在于为了使流过水轮机的液流所付出的的有效能量与转轮叶栅所承受的能量相平衡，叶栅与液流参数之间应该满足的关系。15、 导水机构有哪些主要形式及其作用？答：（1）径向式导水机构，水流方向与主轴垂直（2）轴向式导水机构，水流方向与主轴平行（3）斜向式导水

12、机构，水流方向与主轴相交作用:a.形成和改变进入转轮的环量；b.按电力系统所需功率调节水轮机的流量；c导叶在关闭位置时，能使水轮机停止运行并在机组甩负荷时防止飞逸。16、 轴流式水轮机转轮的设计过程，设计方法及各方法优缺点。 答：设计过程：1）根据经验选择某些参数和转轮前后速度的分布规律，绘出转轮的轴面流道和转轮进出口的速度三角形。2）根据圆柱层无关假设，把转轮叶片设计简化为56个平面直列叶栅的绕流来计算。设计方法：升力法、奇点分布法、统计法、保角变换法。升力法：缺点是无法求出叶栅表面各点的压力和速度，对空化性能只能作估计；优点是工作量小，既方便又准确。奇点分布法：有点是可以有目的地控制翼型表

13、面的速度和压力分布，因而能事先考虑空化性能的要求、统计法：可以较快的设计出转轮保角变换法：较少采用17、 水轮机过渡过程的定义，类型，危害，例举出一至两例避免过渡过程可 采取的措施。 答：定义：当负荷发生变动时，水轮机将由一个稳定工况向另一个稳定 工况过渡，工作参数将随时间发生变换的过程称为水轮机的过渡过程。 类型：起动和停机，大幅度的增减负荷，事故甩负荷和紧急停机，产生 飞逸和退出飞逸，发电转调相等。 危害：尾水管内出现压力脉动，增压，脱流，造成过渡过程尾水管的水 流不稳定，从而造成机组震动、抬机、功率影响，甚至破坏机组。 甩负荷过程中，可采用导叶两段直线关闭规律，设置调压阀等措施保证 安全

14、。在防飞逸过程中，可设置快速闸门，事故配压阀，过速限速装置 等。18、 导叶翼型主要形式及其对水流环量的影响？ 答：导叶翼型有正曲率型、负曲率型、及对称型。 从负曲率型、对称型到正曲率型，对水流环量的影响依次增大。19、 何为水轮机的飞逸工况？写出轴流式水轮机飞逸方程式，并据此分析可 采用哪些方法是水轮机退出飞逸？ 答：飞逸工况M=0, =，；飞逸方程式：如果=0，则=0 。只要全部或部分切断通过水轮机的水流，就能使水轮机退出飞逸。常用的方法有：设置快速闸门，事故配压阀，导水机构的自行关闭法，过速限制装置等。20、 推导混流式转轮进口边位置？ （最优工况） 即21、 推导质点运动微分方程 解：

15、 ························ ············· 由得dt= ···········

16、83;··············把带入22、 水电厂关心的三大问题答：运行稳定性，运行效率，气蚀特性。23、 水电站的单机容量、装机容量答：单机容量:机组的最大出力称为单机容量，也即发电机的容量。装机容量：水电站可能发出的最大出力称为水电站的装机容量，是各台机组容量的总和。24、 水轮机的工作参数及其定义1）工作水头H：水轮机的进口和出口处单位重量水流的能量差值。2）流量Q：单位时间内通过水轮机的水流体积称为水轮机的流量。3）转速n:水轮机单位时间内旋转

17、的次数，称为水轮机的转速。4）出力P；水轮机出力指水轮机轴端输出的功率，用符号P表示。5)效率:水轮机输入与输出功率之比称为水轮机的效率。25、 特征水头包括什么及其定义答：特征水头包括:最大水头：允许水轮机运行的最大净水头。最小水头：是保证水轮机安全稳定运行的最小净水头。加权平均水头：是在一定期间内，所有可能出现的水轮机水头的加权平均值，是水轮机在其附近运行时间最长的净水头。设计水头：是水轮机发出额定出力的最小净水头。26、 水轮机过流通道的组成部分及其作用答:引水部件，导水机构，转轮和泄水部件。27、 水轮机牌号的组成答：第一部分代表水轮机类型及转轮型号，第二部分代表主轴的布置形式和引水室

18、特征，第三部分表示水轮机转轮的标称直径。28、 导水机构有哪些主要形式及其作用。答：1)形式：径向，斜向，轴向；2） 作用:a.形成和改变进入转轮的环量；b.按电力系统所需功率调节水轮机的流量；c导叶在关闭位置时，能使水轮机停止运行并在机组甩负荷时防止飞逸。29、 写出包角的定义以及包角范围。答：1）定义：蜗壳自鼻端至入口端面所包围的角度成为蜗壳的包角；2)金属蜗壳：345°混凝土蜗壳：当H25m，=135°225°；当25mH40m，=225°270°。30、 通过实际分析不同，以及水流在转轮内运动方向的特征，轴流式水轮机和混流式水轮机结构特

19、点，说明其蜗壳和转轮有何不同？以及水头的适用范围。并指出这两种水轮机的标称直径的具体位置在哪儿？答案：混流式水轮机，水流由径向进入转轮，沿轴向流出，混流式转轮由上冠、下环和叶片组成，取下环和叶片进口边的交点对应的直径为标称直径D1，大型混流式水轮机一般应用于50700米。轴流式水轮机，水流在导叶与转轮之间的流动方向为径向转为轴向，经过转轮区域时水流是轴向流进又轴向流出，转轮由转轮体和叶片组成，叶片数少于混流式，叶片轴线与水轮机轴线垂直。取转轮叶片轴线与转轮交点处的直径为标称直径D1，根据转轮叶片能否转动，轴流式又分为定桨式和转桨式，定桨式适用水头为350米，转桨式适用水头为370米。对于中高水

20、头混流式机组采用金属蜗壳，中低水头的混流式和轴流式机组采用混凝土蜗壳。1、 轴流式转轮的设计方法有什么？其特点各是什么？答：轴流式转轮的设计依据圆柱层无关性假设，把转轮叶片设计简化为56个平面直列叶栅的绕流来计算；轴流式转轮叶片的计算方法有升力法、奇点分布法、统计法和保角变换法；升力法：是一种把单个翼型的动力特性应用于叶栅，并考虑到组成叶栅后翼型之间的相互影响而加以修正的计算方法。其缺点：是无法求出叶栅表面各点的速度和压力，对水轮机的空化性能只能作粗略的估计；其优点：计算工作量小，积累了丰富的试验资料及经验，是一种既方便有准确的设计方法。其基本方程为：；奇点分布法：是用一系列分布在翼型骨线上的

21、奇点来替代叶栅中的翼型对水流的作用，其奇点是一系列的源、汇和漩涡，原来翼型围线的位置是流线。只要恰当的选择奇点的分布规律，就可以使奇点和来流所造成的流场和原来叶栅绕流的流场完全相同。因此，叶栅绕流的计算可以转化为基本势流的叠加运算。用此法可以得到叶片表面各点的速度和压力。因此奇点分布法的最大优点是可以有目的地控制翼型表面的速度和压力分布，因而能事先考虑空化性能的要求，这对转轮的设计有很大意义；统计法：是将现有转轮的性能，过流部件的形状尺寸及叶栅几何参数进行综合统计，并作出充分的分析研究，根据几何参数对转轮性能的影响规律进行设计。其优点：可以较快的设计出转轮；保交变换法：是一种经典的流体力学方法

22、，该法是将平面直列叶栅的绕流保角变换为已知的绕流图像来研究分析。其优点：可以用来解决弯曲不大的薄翼或理论翼型组成的平面叶栅的绕流正反问题；但是目前水轮机设计中很少采用此法；2、 冲击式水轮机主要类型及其工作特点有哪些？其基本方程、理论和实际最优速度比为什么？答：根据射流与转轮相对位置及射流做功次数的不同分为切击式、斜击式和双击式水轮机；切击式：其工作射流中心与转轮节圆相切，其转轮叶片均由一系列呈双碗状的水斗组成，是目前冲击式水轮机中运用最广泛的一种机型，其运用水头一般为3002000m；斜击式：其工作射流中心与转轮进口平面呈某一角度，射流斜着射向转轮。其适用于工作水头为35350m的中小型电站

23、；双击式：水流先从转轮外周进入部分叶片流道，付出其70%80%的动能，然后离开叶道，穿过转轮中心部分的空间，有二次进入转轮另一部分叶道有付出余下的大约20%30%的动能，它效率低，一般只用于小型电站；基本方程：；理论最优速比：；实际最优速比：；3、指出各个牌号的含义：1、HL180-LJ-550，2、ZZ560-LH-1130，3、XLN200-LJ-300答：1、表示混流是水轮机，转轮型号是180，立轴、金属蜗壳，转轮标称直径D1是550cm2、表示轴流转桨式水轮机，转轮型号是560，立轴混凝土蜗壳，转轮标称直径是1130cm3、表示斜流可逆式水泵水轮机，转轮型号220，立轴、金属蜗壳，转轮

24、标称直径是300cm4、尾水管的作用有哪些？其恢复系数对高比转速和低比转速有何差异？减轻其振动的措施有哪些？答：措施：1、改变水流的流动和旋转状况。如隔导流板。2） 向尾水管补气。3） 选择较大的装置空化系数。4） 避振运行。作用：1） 将转轮出口水流引向下游。2） 利用转轮高处下游水面的那一段位能。3） 回收部分转轮出口动能。尾水管恢复系数 的表达式如下：是实际恢复的动能与理想恢复的动能的比值,他表示尾水管内水头损失及出口动能越小，其值越高。表征了尾水管的质量。由于高比转速水轮机的出口动能可达到总水头的40%左右，而低比转速却不到1%，以尾水管的恢复系数等于75%来估算，则高比转速水轮机尾水

25、管的相对损失=10%，而低比转速的仅为=0.25%左右。由此可见尾水管对高比转水轮机起着十分重要的作用，因此可以看到尾水管对轴流式水轮机比对混流式水轮机更重要。5、水轮机特性曲线的三种不同表示形式是什么？并简要介绍答：1、工作特性曲线：为表示水轮机工作在固定的转速和水头下的特性而绘制的曲线，及水轮机工作特性曲线；2、转速特性曲线：模型水轮机能量试验时通过控制测功设备调节水轮机的转速而获得关于Q、P、=f（n）转速特性曲线；3、水头特性曲线：表示水轮机在转速、导叶开度为某常数时，其出力P、流量Q、效率、水头H之间的关系；6、试推导混流式转轮进口边位置解： 图（1）（1）当由水轮机基本方程所以：又

26、因为：即（2） 当根据进口三角型同样可以推导出：（3）当由水轮机基本方程7、简述旋转涡带的形成过程及防止措施。答：过程：周期涡带的形成导致导叶出口水流不均匀，进而导致转轮进口不均匀，再加上导叶与叶片的相对位置的周期性变化,转轮的转速使转轮出口刘泰在周期内受到导叶的不稳地干扰，从而使尾水管中旋转水流在转轮的影响下形成偏心旋转，强制涡带加快了轴向速度，导致旋转涡带的形成。防止措施：1)加隔断，消除环量，减少偏心涡带。2）向尾水管补气。3）选择较大装置空气系数。4）避振运行。8、混流式水轮机的设计方法是什么？答：由于不同比转速水轮机流道的形状不同，两种离心力（拐弯离心力和水流绕轴件旋转离心力）作用使

27、得不同比转速的混流式转轮轴面速度规律分布规律不一致，从而得出不同的设计方法。分别为一元理论、二元理论、三元理论的设计方法。一元理论：假设叶片数无穷多，无限薄，轴对称，轴面运动是等速的，沿过水断面的分布，也就是说拐弯影响较小。=f(l).二元理论：假设轴面运动是等势流动，沿过水断面的分布符合势流分布=f(l,)。三元理论：不做假设。= f(l，,).9、什么是小波动过程什么是大波动过程？以及研究过渡过程的目的和危害是什么？答：小波动过程：运行中由于负荷经常变动，水轮机处于不同工况点的过渡过程中，但这种过渡过程属于水轮机调节系统小波动稳定性的研究对象，这种小波动过程一般不引起主要工况参数的符号发生

28、变化，大小和方向与时间无关。大波动过程：指水轮机由某一工作状态向另一工况性质不同的工作状态过渡，所有参数的大小和方向均发生变化且与时间有关，也叫水轮机的工作过渡过程。研究过渡过程的目的：寻求合理调节元件的运动方式，是改善过渡过程的品质的有效措施，以确保较高的调节质量和工况转换的安全过渡。危害：尾水管内部出现压力脉动、增压、脱流、涡带，引起功率摆动，造成机组振动、抬机，有时甚至造成机组破坏。10、何为飞逸工况的过渡过程以及退出飞逸的措施有哪些？答：当机组甩负荷，而调速系统失灵，导水机构不能关闭，水轮机转速迅速升高，直至达到该水头与导叶开度下的飞逸转速，称这个过程为飞逸过渡过程。由水轮机流量调节方

29、程推出轴流式飞逸方程式：措施：1.令飞逸流量=0则=0，启动快速闸门。2. 水轮机退出飞逸=arctg(-ctg) 3.飞逸系数轴流式不保持协联时=2.42.6,混流式水轮机<2.11、什么是水力机械的全特性或四象限特性？答：表征水力机械工作状态性质的主要参数有水头（H），流量（Q）、轴端力矩（M）、转速（n）和轴功率（P）等。这些参数正负方向的不同组合，构成水力机械的八种工作状态，表征这八种工作状态的工作曲线称为水力机械的全特性或四象限特性。12、转浆式水轮机的飞逸转速存在哪两种情况？答：1）当导水机构，转轮叶片操作机构同时失灵，且两者的协联机构也遭到破坏，桨叶安放角于导叶开度可能发生

30、任意组合2） 当导水机构和转轮桨叶操作同时失灵，但两者之间的协联关系仍保持。13、导叶的翼型有哪几种？对环流有何影响？答：有正曲率型，负曲率型和对称性三种正曲率的导叶有使环量减小的效果故高比转速水轮机中采用负曲率的导叶有使环量增加的效果故低比转速水轮机中采用对称性主要用在低水头高比转速的轴流式水轮机中1 解释牌号为XLH200-LJ-300的水轮机的含义并简述其主要工作参数？表示斜流可逆式水泵水轮机，转轮型号200，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径是300cm。工作水头 H 是水轮机进出口单位重量水流的能量差值，单位m。流量 Q 是单位时间内通过水轮机的水流体积，单位m3/s转速 n 是转轮单位时

31、间内旋转的次数，单位 r/m出力 P 是水轮机轴端输出的功率， 单位为kw.效率t 为水轮机的输入和输出功率之比。 2 当水流流经部件时产生的水力损失主要有哪几部分组成？ 1.由于水的粘性，当水流流经过流部件时，要产生沿程水利摩擦损失，摩擦损失大小主要与水流流速，过流部件表面的粗糙、流道水力半径、水流流态及流道长度等因素有关。 2.水流通过过流部件时，由于流道形状，过水断面面积及流动方向的突然改变，必然在该区域要产生漩涡、回流或脱流等现象。由于液体内部的相互摩擦和碰撞，需要消耗一定的水流能量。 3.当水流绕流导叶、转轮叶片等导流体时，要产生头部撞击或尾部脱流损失，该损失主要与导流体形状及其安放

32、位置有关。另外，水流离开尾水管出口断面时，需要具有一定的流速。这样必存在尾水管出口的动能损失。3.常用的补气方式有哪些？其各适用于什么情况？答：有自然补气和强迫补气两种方式。 当下游水位变化不大且吸出高度为正值时，采用自然补气。当下游水位变化的幅度大且Hs<-5m以上采用自然补气有困难时，采用射流泵或压缩空气进行强迫补气。4.为什么说切击式水轮机适用于水头变化小而负荷变化大的电站？答：从分析切击式水轮机的等效率曲线可知，切击式水轮机的效率沿横轴Q11变化很缓，而沿纵轴n11变化很大，这说明在转轮直径、转速为常数时，其效率受水头变化影响大，受流量变化影响小。所以说切击式水轮机适用于水头变化

33、小而负荷变化大的电站。5. 什么叫做稳定工况？轴流式水轮机的过渡过程包括哪些？ 当水轮发电机在运行过程中，负荷不变动时，水轮机的主要工作参数如水头、流量、转速、轴功率、轴端力矩、导叶与转轮的安放位置等都不发生变化，此时这些参数的大小和方向与时间无关的这种工况。 过渡过程有水轮机的启动和停机，大幅度的增和减负荷，事故甩负荷和紧急停机，产生飞逸和退出飞逸，发电机转调相等。6、试推导冲击式水轮机基本方程和理论与实际的最优速度比为多少？答：将水斗对射流水体的作用力记为,射流对水体的作用力记为，并假设在某一相当短时间dt内转轮做匀速转动，则根据动能量定理得：理论：u=/2=0.5实际：=0.460.49

34、7. 反击式水轮机尾水管的作用?尾水管恢复系数？  将转轮出口处的水流引向下游。  利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静力真空。  利用转轮出口处的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空。 尾水管恢复系数：实际恢复的动能与理想恢复的动能的比值称为尾水管的恢复系数w，即：尾水管对轴流式水轮机比对混流式水轮机更重要。8.混流式水轮机和水斗式水轮机的基本结构各有哪些主要部件？其模型综合特性曲线各有什么特征？ 答：混流式水轮机的主要部件包括蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮和和尾水管。 水斗式水轮机的主要部件包括进水管、喷管、转轮、外调

35、节机构、副喷嘴、机壳和排水坑渠。 混流式水轮机模型综合特性曲线由等效率线、等开度线、等空化系数线与出力限制线所构成。混流式水轮机模型综合特性曲线上通常标有5%出力限制线。 水斗式水轮机模型综合特性曲线等效率曲线扁而宽，一般不标注出力限制线。+=h9.已知一水轮机转速n>0,且在水轮机工况下运行，完成下列表格（填+或-）并在下图中标出各参数线条的指向。 M H P Q Tn 答案： + Q 向上 n 向下 m 向上。10.假如水泵水轮机在水泵运行时突然停电，水泵水轮机会先后经历那些运行区，最后会发生什么危险？应如何应对这些危险?答：机组先后经历：水泵工况，制动工况，水轮

36、机工况。最后可能导致飞逸，应先关闭活动导叶来排除危险，若活动导叶不能关闭，则关闭快速闸门。1.什么是圆柱层无关性假设？它的意义是什么？ 答：假定水流在轴流式转轮区域内是沿着与主轴同心的圆柱层面上流动，水流绝对速度在半径方向的分量Vr=0,即在各圆柱层之间水流质点没有相互作用。这就是圆柱层无关性假设。 意义：根据圆柱层无关性假设，可以将轴流式转轮分解成许多无限薄的圆柱层，再分别对每一个圆柱层进行研究，展开这些圆柱层便得到许多互不相关的平面和相对运动为势流绕流的直列叶栅。这样就将轴流式转轮内负暂的三元流动问题，简化为对平面无限直列叶栅绕流问题的求解。分别简述两种轴流式水轮机模型综合特性曲线的特点。

37、哪个在模型综合特性曲线上不作出出力限制线？为什么？ 答：轴流定桨式水轮机的等效率曲线形状陡峭，随着单位流量Q11增加，效率变化很大。轴流转桨式水轮机的转轮叶片和导叶之间组成的协联关系，使得高效率区域宽广，所以它能很好的适应水头及处理的变化。轴流转桨式水轮机只有在叶片转角和导叶开度很大时出力才会下降，轴流转桨式水轮机的最大出力主要受空化条件限制，由于他的空化性能较差，空化系数较大，不允许水轮机在气蚀条件差的工况下运行。因此在模型综合特性曲线上不作出出力限制线。3.什么是飞逸转速过渡过程？为什么机组不允许在飞逸工况下持续运转？推到轴流式水轮机飞逸方程式？ 答：当机组甩负荷而调速失灵倒水机构不能关闭

38、，水轮机转速将迅速升高，直至达到该导叶开度下的飞逸转速Nr,这个过程称飞逸转速过渡过程。因为飞逸转速产生离心力很大使机组转动部分受力严酷，特别是当装置的水头较高导叶开度较大时不安全。水轮机发生飞逸是水流的能量都用来克服摩阻力矩，水轮机效率为零。所以Hm=0由流量调方程推出4.推导质点运动微分方程。 答：水流质点在流面上运动。该质点相对运动的速度为，经过时间后，自点运动至点，则它在流面上的位移为 在轴面上的投影即为质点在轴面流线上的位移= (1)在圆周方投影亦是质点在圆周方向的位移 (2)式中为和所在轴向平面的夹角。则有带入(1)中得 或 在上式右半部乘除，使其含有函数，又，则可得5、为什么轴流转浆式在模型综合曲线上不做出力限制线？答：轴流转浆式水轮机只有在叶片转角和导叶开度很大时出力才会下降，轴流转浆式水轮机主要受空化条件限制