Excel在电站水力机械选型设计中的应用 - 图文-

1、Excel 在电站水力机械选型设计中的应用廖书长,张思青(昆明理工大学电力工程学院,云南昆明650051摘要:介绍了采用Excel 对水力机械选型设计中的等效率线进行计算和绘制,并根据选型结果进行蜗壳断面计算和单线图绘制的方法和效果。关键词:Excel 软件;水力机械选型设计;Excel 计算;Excel 绘图中图分类号:TK 730;TK 733+11文献标识码:B 文章编号:1006-3951(200706-0094-03Excel 作为办公自动化软件拥有强大的表格和数据处理能力,为工程上大量的数据计算和处理提供了方便,提高了工作效率,在工程实际中得到了广泛的应用。水电站水力机械设计尤其是

2、水轮机转轮选型、蜗壳设计、调节保证等工作,不仅公式繁杂,且重复计算,工作量很大,费时费力还容易出错。利用Excel 软件的计算功能,则可较大地减轻工作量,达到省时、省力、准确、便捷的功效。1Excel 软件常用技巧在Excel 中数据处理常用技巧有数据自动填充、单元格数据引用、公式与函数、图表等。数据自动填充可按某种规律进行行或列的自动填充,单元格引用有绝对引用和相对引用两种。绝对引用为复制或移动单元格所引用单元格时,其地址不发生变化,相对引用则随公式所在单元格位置的改变而改变。公式与函数功能为工程计算提供了方便,用户既可调用系统自带函数 ,也可自行编制公式来完成相关运算。Excel 在利用工

3、作表生成图形时,为用户提供了诸多类型,只需根据不同需要插入图形即可,同时还可将数个图形绘于同一张图表上。掌握上述技巧可为工程应用带来很大方便。2水轮机等效率线的计算和绘制水轮机等效率线的计算是水轮机方案比较中计算量最大的地方。在选型中通常需拟定若干方案选35个水头进行计算、比较。在初选模型转轮综合特性曲线上,取对应水头下单位转速n 11值,作水平直线与模型转轮各等效率曲线(一般为810条相交,将查得交点处的坐标效率m 和单位流量Q 11值填入水轮机等效率线计算表,经效率和单位流量修正后计算出水轮机出力P 的值。其中,T =m +,Q 11=Q M +Q 11,P =9.81Q 11T H i3

4、2D 21。用Ex 2cel 计算时,只要在表格的第一行输入公式,利用Ex 2cel 的自动填充等功能即可得出相应的计算结果。如图1。图1用Excel 列表计算水轮机等效率曲线图等效率线计算表完成后,根据计算结果,利用Excel 自身绘图功能即可绘出转轮在各水头下效率-出力曲线(-P 曲线。操作过程如下:点击“插入”栏下“图表”菜单(图2,弹出图表向导对话框,选择图表类型为XY 散点图(图3,点击“下一步”选择“系列”,点击“添加”(图4,弹出数据选择框,添加源数据,再单击“下一步”,填写、设置图表选项,点击“完成”,绘出曲线;若要平滑连接各点,则可在数据点上点右键,弹出菜单,选择添加趋势线,

5、设置趋势线格式,其中趋势线预测设为2阶多项式49云南水力发电Y UNNAN W ATER POWER 第23卷第6期收稿日期:2007-09-14作者简介:廖书长(1983-,男,江西兴国人,硕士研究生,主要研究方向:流体机械及流体动力工程。(图5,完成散点连线。如有需要,还可添加坐标网格,设置相应格式等。在所绘图表区点击右键,弹出菜单,选择“数据源”添加系列,重复以上步骤即可完成其它水头下相应效率-出力曲线的绘制。绘成曲线图如图6。用类似方法可绘出等吸出高度线,并最终绘出水轮机运转综合特性曲线 。图2用Excel 插入表图图3 选择图表类型图图4添加图表源数据图图5 添加数据点趋势线图图6水

6、轮机效率-出力P 曲线图3水轮机蜗壳断面计算和单线图绘制水轮机蜗壳有金属蜗壳和混凝土蜗壳两种,两种形式蜗壳设计计算有所不同,但利用Excel 计算时操作方法类似。现以金属蜗壳为例,介绍Excel 在断面计算和单线图绘制上的应用。蜗壳参数的计算:在取定、K 、D a 、D b 、k 、r等基础上,列表计算蜗壳进口断面及蜗壳常数和分界角等参数。蜗壳断面计算:在确定蜗壳各参数后,对圆形断面和椭圆形断面分别列表进行计算,计算过程中可充分运用Excel 数据自动填充、单元格数据引用、公式与函数编写等技巧,结果见图7(仅绘出用Excel 计59廖书长,张思青Excel 在电站水力机械设计中的应用算蜗壳椭圆

7、断面图。蜗壳单线图的绘制:利用Excel 的图表绘制功能可方便绘出蜗壳单线图。把蜗壳计算表中的断面号(取24个及各断面中心距这两列数据作为数据源绘制图表,图表类型选为雷达图,绘出蜗壳外轮廓线;再以座环内、外径和断面号各列两组作数据源,重复以上方法,绘出座环(内、外圆轮廓。即得蜗壳简图如图8。同时在图中可对坐标轴、网格等进行设置 。图7用Execl 计算蜗壳椭圆断面图图8用Excel 绘制的蜗壳单线图4小结熟练掌握Excel 数据自动填充、单元格数据引用、公式与函数编写、图表绘制等功能和技巧,利用Excel 进行水轮机选型等效率曲线的计算和绘制、蜗壳断面计算和单线图绘制,可较大地减轻工作量,达到事半功倍的效果。参考文献:1刘大恺.水轮机M .3版1北京:中国水利水电出版社.1997.2水电站设计手册编写组.水电站设计手册:水力机械M .北京:水利电力出版社.1983.电力冲刺云南第一支柱根据规划,2009年全省电力装机容量将达到3000万kW 以上,或许在不久的将来,人们在谈到云南第一大支柱产业时,不再是烟草,而是电力。近日一则消息显示:截止9月3