长沙理工大学水力机械考试题库

第一章1、水轮机依据能量转换特征分为哪几类？还击式水轮机及冲击式水轮机又是如何分类的？轮机称为还击式水轮机。〔轴流定浆式和轴流转浆式、斜流式和贯流式水轮机〔全贯流式和半贯流式，其中半贯流式又细化为灯泡式、轴伸式和贯流式；冲击式水轮机按射流冲击转轮的方式不同又可分为水斗式、斜击式和双击式三种。2、试说明各型水轮机的特点及其应用范围？答：还击式水轮机：混流式水轮机：水流流经转轮时，以辐向从四周进入转轮而以轴向流出转轮，故称为混流式水轮机。这种水轮机的适用水头范围为30～700m，由于其适用水头范围广，而且构造简洁，运行稳定，效率高，所以是现代应用最广泛的一种水轮机。中心线平行，因此水流在经过转轮时沿轴向进入而又依轴向流出，所以称为轴流式水轮机。轴流式水轮机按其叶片在运行中能否转动的状况又分为定桨式和转桨式两种：轴流定桨范围一般为3～50m；轴流转桨式水轮机在运行时转轮的叶片是可以转动的，并和导叶保持肯定此轴流转桨式水轮机多应用在大中型水电站上，其应用水头范围为3～80m。装置较多的叶片。适用水头范围有所提高，一般为40～120m。水流直贯转轮，这种水轮机称为贯流式水轮机，它是开发低水头水力资源的型机组。20m的状况。冲击式水轮机：作功。100～2023m。a角〔约为22.5°〕的方向冲击转轮。25～300m。又自内缘再一次冲击叶片。5～80m。注：斜击式和双击式水轮机构造简洁，但效率较低，因而多用于小型水电站。水斗式水轮机效率高，工作稳定，适用水头范围广，因而是现代最常用的一种冲击式水轮机。3、水轮机型号由哪几局部组成，各代号的含义？举两个实例说明！答：水轮机规定型号由以下三局部组成，各局部之间用一短横线分开：第一局部是由两个汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，前者代表水轮机型式，后者是转轮型号〔用比转速表示。其次局部是由水轮机主轴布置型式与进水设备特征的代表符号组成，这些符号也都承受汉语拼音表示。第三局部是水轮机的标称直径D〔以cm为单位〕和其他必要的指标组成。1对水斗式水轮机，型号的第三局部规定按以下方式表示：水轮机转轮的标称直径/〔作用在每一转轮上的喷嘴数目×射流直径〕各型水轮机转轮的标称直径规定如下：对混流式水轮机是指转轮叶片进口边上最大直径；对斜流式水轮机和轴流式水轮机是指与转轮叶片轴心线相交处的转轮室内径；对水斗式水轮机是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。举例如下：HL220-LJ-550，表示混流式水轮机，转轮型号〔比转速〕为220，立轴，金属蜗壳，转550cm；ZZ560-LH-800，表示轴流转桨式水轮机，转轮型号为560，立轴，混凝土蜗壳，转轮直800cm。4、还击式水轮机引水机构的构造及各部件的作用是什么？答：还击式水轮机引水机构主要包括蜗壳以及座环。蜗壳作用：使水流以较小的水头损失均匀对称地流入转轮。座环作用：加强蜗壳的刚度并传递上部构造力。座环位于导叶的外围，它是由上、下碟形环和中间假设干立柱组成的整体铸钢件。座环顶部承受着发电机混凝土机墩及其传来的荷载，外缘与蜗壳焊接，内缘与顶盖和底环相固定，这样座环在整个水轮机中起着骨架作用，并把所承受的荷载传递到下部根底上去。5、还击式水轮机导水机构的构造，作用及其工作原理？答：还击式水轮机导水机构主要包括导叶及其传动机构〔包括转臂、连杆和掌握环等。导水机构的主要作用是依据机组负荷变化来调整水轮机的流量，以到达转变水轮机输出功率的目的，并引导水流按必需的方向进入转轮，形成肯定的速度矩。导叶均匀分布在转轮的外围，导叶可以随其轴转动，转变导叶的开度a〔相邻两导叶之0间可以通过的最大圆柱体直径，就可转变通过水轮机的流量。导叶的转动是通过其转动机构来实现的，每个导叶轴的上端穿过水轮机的顶盖并用分半塞移动时，推拉杆带动掌握环转动，使导叶的开度a06、试说明混流式水轮机转轮及轴流式水轮机转轮的构造及各组成局部的作用？〕上冠：减小作用在转轮和顶盖之间的轴向水压力。泄水锥：用以引导水流顺当地形成轴向流淌，以消退水流的撞击和漩涡。叶片：随其轴转动，转变通过水轮机的流量。泄水锥：使水流受到很大的阻力而不易通过，以到达减小漏水损失的目的。〔2〕轴流式水轮机的转轮是由叶片和轮毂组成。叶片：像悬臂梁一样承受着水流作用的巨大扭矩，转变水轮机的流量。轮毂：叶片的转动机构装在轮毂内，外部连接着叶片，内部安装着叶片的转动机构。7、试说明冲击式水轮机的构造及其各组成部件的作用？答：冲击式水轮机主要由喷管和转轮组成。来自钢管的高压水流通过喷管端部的喷嘴变为具有高速的自由射流，此时射流内的压力转轮转动。其次章：1、水轮机根本方程式的物理意义？所以水流速度矩的变化是转轮作功的依据。又是另一种形式的水轮机根本方程式项速度之间的关系。口水流运动参数之间的关系，它们实质上也都说明白水流能量转换为旋转机械能的平衡关系，可作为转轮和叶片翼型设计的主要依据。2、水轮机最优工况条件？为什么最优工况条件下效率最高？1 e1 2答〕当水轮机同时满足ββ 和β=91 e1 2〔2〕水轮机的运行工况是常常变动的，当在最优工况运行时，除效率最高外，而且运行稳定，汽蚀性能好。当偏离最优工况时，效率下降，汽蚀亦随之加剧，甚至会使水轮机的工作患病破坏，因此必需对水轮机的运行工况加以限制。3、尾水管的功用有哪些？动力真空和静力真空是如何形成的？〕尾水管的功用：A、集合转轮出口的水流，并引导水流排至下游；B、当Hs>0时，以静力真空的方式使水轮机完全利用了这一高度所具有的势能；C、以动力真空的方式使水轮机回收并利用了转轮出口水流的大局部动能。2 〔2〕HH2 4、水轮机的空化与空蚀是如何形成的？空蚀有哪些类型？〕当压力低于汽化压力时水就空化，而放出大量的汽泡。〔也称为水轮机的空蚀。〔2〕翼型汽蚀、间隙汽蚀、空腔汽蚀、局部汽蚀。5、水轮机安装高程是指什么高程？指主轴中心线高程。第三章：1、水轮机的相像条件和相像定律是什么？争论目的是什么？答：相像条件：主要是指其中的水流运动保持相像，包括几何相像、运动相像和动力相像。的固定关系称之为水轮机的相像律〔包括流量相像率、转速相像率和出力相像率。型水轮机上去，从而得出原型水轮机的特性参数以及这些参数之间的关系。2、什么是水轮机的轮系、单位参数和比转速？比转速和转速、机组尺寸、气蚀系数有什么关系？答：几何相像是指两个水轮机过流通道几何外形的全部对应角相等，全部对应尺寸成比例。对于保持有上述几何相像大大小小的一套水轮机系列，简称为轮系。通常承受将模型试验的成果都化引为D =1m，H=1m标准状况下的参数，此参数称1M M为单位参数〔单位参数有单位流量，单位流量和单位出力。同一轮系中的水轮机，当其工作水头H=1m、出力N=1kw时所具有的的转速称为比转速。关系：在肯定水头下，提高比转速时，水轮机的转速增大，这可缩小机组尺寸，减轻机理的比转速应通过动能经济比较确定。3、水轮机的参数和特性曲线有哪些？模型综合特性曲线的作用及其组成？〕水轮机的参数包括构造参数、工作参数和综合参数。构造参数有转轮直径D、导叶高度b、导叶开度a和叶片转角等；1 0 0工作参数有水头H、流量Q、转速n和吸出高Hs等；综合参数有单位转速、单位流量、轴功率、效率和汽蚀系数等。水轮机的特性曲线包括线性特性曲线和综合特性曲线两大类。〔2〕作用：模型水轮机的综合特性曲线就给出了模型水轮机在全部运行工况下导叶开a、效率、汽蚀系数等的变化规律，亦即表示出模型水轮机的能量特性和汽蚀特性。0组成：等开度线、等效率线、5%出力限制线和等汽蚀系数线。第四章：1、水轮机选型设计中应遵循哪些原则？工作的具体内容有哪些？案之间的动能经济比较和综合分析，力求选出技术上先进牢靠，经济上合理的水轮机。工作的具体内容：选择水轮机发电机组的台数和单机容量；选择水轮机的型号及装置方式；确定水轮机转轮的直径及转速；确定水轮机的吸出高度及安装高程；绘制水轮机的运转特性曲线；确定蜗壳及尾水管的型式及主要尺寸；选择调速器及油压装置；选择水轮机发电机的型号并估算其各部尺寸和有关数据。2、机组台数确实定需要考虑哪些主要问题？〕机组台数与机电设备制造的关系；机组台数与水电站投资的关系；机组台数与水电站运行效率的关系；机组台数与水电站运行维护工作的关系。3、水轮机机型如何确定？种方法选择：依据水轮机的系列型谱选择；承受套用机组。4、试阐述用模型综合特性曲线选择水轮机主要参数的具体步骤？答：还击式水轮机主要参数的选择：选择转轮直径效率修正值的计算；选择转速；工作范围的验算；吸出高的计算。水斗式水轮机主要参数的选择：转轮直径；射流直径；喷嘴直径；转速；水斗数目。5、水轮机选型设计中进展各待选方案的分析比较主要包括哪些内容？答：模型转轮参数：推举使用的水头范围、最优单位转速、最优单位流量、限制工况单位流量、最高效率、设计工况汽蚀系数。原型水轮机参数：工作水头范围、