水利水电工程动力（水机）专业
1、水轮机型号由哪几部分组成，分别描述。HL220-LJ-550表示什么意义？
HL220-LJ-550表示为：混流式水轮机，转轮型号（比转速）为220，立轴、金属蜗壳，转轮直径为550cm。
2、水轮机的基本工作参数通常指那几个，说出其定义和它们之间的关系。
答：（1）水头：是指水轮机进口和出口截面处单位重量的水流能量差，单位m；（2）流量Q：是指单位时间内通过水轮机某一既定过流断面的水流体积，单位m3/s。在额定水头下，水轮机以额定转速、额定出力运行时所对应的水流量称为设计流量，它是水轮机发出额定出力时所需要的最大流量；（3）转速n：水轮机转速是水轮机在单位时间内旋转的次数，单位r/min；（4）出力P：是水轮机轴端输出的功率，单位kW；（5）效率η：水轮机的输入和输出功率之比称为水轮机的效率；
win10任务栏透明关系：P=9.81×Q×H×η
3、简述水轮机比转速与转轮出口直径和转轮出口动能的关系。
答：在水头和出力相同的条件下，比速越高，其转速也越高，转轮出口直径越小。比速越高，出口动能占水头的比重也越大，有更多的转轮出口水流剩余能量需要依靠尾水管回收。
4、分别描述混流式、轴流式和冲击式水轮机转轮标称直径（简称转轮直径）是如何规定的？
答：（1）混流式水轮机转轮标称直径是指其转轮叶片进水边的最大直径；（2）轴流式、斜流式和贯流式水轮机转轮标称直径是指与转轮叶片轴线相交处的转轮室内径；（3）冲击式水轮机转轮标称直径是指转轮与射流中心线相切处的节圆直径。
5、简述水轮机按水流方式划分的型式及其适用水头范围
答：贯流式、轴流式、斜流式、混流式和射流式。
充满阳光的句子贯流式适用于低水头，轴流式适用于中低水头，斜流式和混流式适用于中高水头，射流式适用于高水头。
6、水轮发电机结构主要有哪些部件组成？其中转子和定子又有哪些部件组成？
答：水轮发电机系由转子、定子、机架、推力轴承、导轴承、冷却器、制动器等主
要部件组成。
转子由主轴、转子支架（包括轮辐及支臂）、磁轭、磁极等组成。
定子由机座、定子铁芯和绕组等部件组成。
7、反击式水轮机有哪些主要过流部件?各自的作用是什么?
答：（1）蜗壳：引水部件，引水到导水机构，形成必要环量；（2）导水机构：导水部件，调节有功，关闭机组；（3）转轮：能量转换部件；（4）尾水管：排水部件，回收转轮出口动能。
8、简述水轮机尾水管的作用
答：一方面将转轮出口水流引向下游。另一方面由于其纵断面是扩散形流道，可以提高转轮后的真空度，降低尾水管出口流速，不仅使转轮能转换更多的水流能量，而且还减少出口水流动能损失。
9、减轻尾水管振动的措施通常有几种方法?尾水补气有那两种方式，常用那一种？
答：减轻尾水管振动的措施：（1）尾水管加导流隔板；（2）尾水管补气；
尾水管补气方式：（1）自然补气；（2）强制补气；
常用的补气方法：强制补气。
10、在计算水轮机安装高程时如何确定尾水位？尾水位的意义是什么？
答：对多台机组电站，往往按一台机满负荷时的下游水位为尾水位；对于单机运行的电站按半负荷时下游水位计算。
尾水位的意义在于：如何确定尾水位，不但与电站的运行方式（几台机同时运行），水轮机设备寿命（汽蚀问题），而且与电站工程量和造价等都有密切的关系。
11、汽蚀系数与尾水管的性能有什么关系？
答：汽蚀系数小，水轮机不易产生汽蚀，单位水管的水头损失大、回收动能少，意味着尾水管性能差；反之，汽蚀系数大，使水轮机汽蚀加重，但尾水管水头损失小，回收动能多，意味着尾水管性能好。这说明尾水管性能的好坏与水轮机的汽蚀性能是矛盾的。
12、简述发电机伞式和悬式结构及其适用条件
答：推力轴承位于转子的下方称为伞式结构，推力轴承位于转子的上方称为悬式结构。悬式结构适用于机组转速大于150转/分，伞式结构适用于机组转速小于150转/分。江户怪谈
13、论述水轮机选择的内容
答：水轮机选择是在动能计算拟定的水电站工作水头范围、引用流量及装机规模方案的基础上进行的。内容包括：
确定单机容量和机组台数；选定机型和装置方式；
选定水轮机的轴功率、转轮直径、同步转速、吸出高度、安装高程等基本参数；根据需要绘制水轮机运转特性曲线；
估算水轮机的外形尺寸、重量及价格。
14、什么是水轮机调节？
答：随着负荷的改变，相应改变导水机构（或喷嘴、浆叶）的开度，以使水轮发电机组的转速维持在某一额定值，或按某一预定的规律变化，这一过程就是水轮发电机组的转速的调节，或称水轮机调节。
15、水轮机调节有哪些特点？
答：水轮机调节系统与其他原动机调节系统相比有以下特点：
（1）水轮发电机组是把水能变成电能的机械。而水能要受自然条件的限制，单位水体中所带有的能量较小，与其他原动机相比，要发出相同的电功率就需要通过较大的流量，因而水轮机及其导水机构也相应较大。这就要求调速器设置多级液压放大元件，而液压放大元件的非线性及时间滞后有可能使水轮机调节系统调节品质恶化；（2）水电站受自然条件的限制，常有较长的压力引水管道。管道长，水流惯性大，导水机构开关时会在压力管道内引起水击作用。而水击作用通常是与导水机构的调节作用相反。例如，导水机构关闭使机组输入能量与输出功率减小，但此时产生的水击会在一段时间内使机组功率增加并部分抵消导水机构的调节作用，这种反调节作用将严重地影响水轮机调节系统的调节品质。另外，为了限制压力引水管道中水压最大变化值，必须限制导水机构的运动速度，这对调节系统动态特性也将产生不利影响；（3）有些水轮机具有双重调节机构，如转桨式和斜流式水轮机有导水机构和活动桨叶；水斗式水轮机有喷嘴和折向器；某些混流式水轮机装有控制水击作用的调压阀。于是调速器中需要增加一套调节和执行机构，从而增加了调速器的复杂性。另外转桨式水轮机桨叶调节比导叶慢，这又增加了水轮机出力的滞后，对水轮机调节不利；（4）随着电力系统的扩大和自动化程度的提高、要求水轮机调速器具有越来越多的自动操作和自动控制功能。如快速自动准同期、功率反馈等。这就使得水轮机调速器成为水电站中一个十分重要的综合自动装置。
总之，水轮机调节系统相对来说不易稳定，结构复杂，要求具有较强的功能。
16、水轮机功率损失主要包括哪几部分?
答：水流流经水轮机各过流部件时，因产生水头损失所引起的功率损失（简称水头损失）；水流流经水轮机各过流部件时，流量的漏损所引起的功率损失(简称容积损失)；由主轴密封、轴承的摩擦损失及不进行能量交换的转轮上冠、下环等旋转部件与周围介
质产生摩擦所消耗的功率损失 (简称机械损失) ，其中水头损失功率占水轮机总的功率损失的比例最大。
17、水轮机效率有哪几部分组成?并说明各部分的意义
答：水轮机效率包括容积效率、水力效率和机械效率。
（1）容积效率：进入水轮机的流量不可能全部进入转轮作功，其中一小部分流量会从水轮机的旋转部分与固定部分之间的环隙中漏损；（2）水力效率：单位重量水流通过水轮机的能量不可能全部转换成水轮机的输出功率，其中有小部分消耗于克服各种水力阻力而形成水头损失；（3）机械效率：水流传递给转轮的有效功率不能全部被转换为机械能输出，其中有一部分消耗在各种机械损失上。
18、什么是水轮机的飞逸转速？
答：当水轮机突然丢弃全部负荷，发电机输出功率为零时，此时如调速机构失灵或其他原因使导水机构不能关闭，则水轮机转速将迅速升高。当输入的水流能量与转速升高时产生的机械摩擦损失能量相
平衡时，转速达到某一稳定最大值。从流体力学观点来看，当从导叶出流的水流使转轮叶片所产生的升力对主轴力矩，恰与机械摩擦力矩相平衡时，转速就稳定在某一值，此时转速即为飞逸转速。
19、什么是水轮机加权平均水头？其与水轮机设计水头的关系是什么？
答：加权平均水头是考虑了各种水头可能持续的时间的平均水头。根据《小型水力发电站设计规范》（GB50071-2002），水轮机设计水头与加权平均水头的比值应在0.85～0.95之间选择。
电脑锁屏怎么设置20、解释水轮机最大水头、最小水头、设计水头和额定水头的含义
答：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、稳定运行的最小净水头
设计水头：水轮机在最高效率点运行时的净水头。
额定水头：水轮机在额定转速下，输出额定功率的最小净水头。
21、水头对水轮机的运行有什么影响？
答：（1）最高水头是水工建筑和水轮机许可运行的极限。超过这个水头，水工建筑就会有发生事故
的可能，水轮机的效率就会降低，同时影响飞逸转速的倍数，关系着机组的安全；（2）设计水头是水轮机最优工作条件，在其附近运行，效率最高，汽蚀最小；（3）最低水头接近这个水头运行，效率低容易出现汽蚀，还可能引起机组振动。
22、什么是水轮机空载流量？
答：水轮机在规定的转速和净水头下无负载时的流量。该流量提供部分水流功率用
于消耗在各种机械损失上。
23、水轮机空载运行时效率为零吗？为什么？
答：为零。因为此时水轮机轴端输出功率为零，即机械效率为零。
24、比转速高的水轮机适用于低水头水电站还是高水头水电站？ 为什么？
答：适用于低水头水电站。因为适合低水头电站的机型主要为轴流式水轮机。轴流式水轮机属高比速型。冲击式和混流式水轮机属低、中比转速型。这主要取决于它们过流部件的几何形状。
25、水轮发电机出现异常振动有何危害？
答：当机组存在异常振动时，会造成机械连接件的松动或造成某些部件的有害弹性变形和塑性变形，使一些零、部件材料发生疲劳、裂纹以至断裂，也可能引起机组基础厂房构件和引水压力钢管的共振、导致机组运行参数的波动，影响机组的负荷分配及供电质量，有时会酿成严重事故，从而威胁机组的安全、稳定运行，缩短机组的使用寿命。生态木安装
26、水轮发电机组振动主要有哪些原因？如何判别？
答：（1）电磁方面的原因：主要由于发电机电磁不平衡引起。常见如：转子磁极线圈层间短路；励磁回路两点接地；空气间隙不均匀；定子三相不平衡等。切除励磁电流，空载运行如振动消失，证明是电磁方面引起的震动；（2）机械方面的原因：主要有转动部分重量不平衡；主轴联结不同心；推力或导轴承调整不当；静、转部分偏磨等；（3）水力方面原因：如尾水管中涡带引起震动；机组在非工况振动区运行；止漏环间隙不均；转轮进口水力不平衡等。将机组改调相如振动消失就是水力振动，如不消失即为机械振动。
27、什么叫水轮机的水力振动？主要形式有哪些？
答：水轮机的振动，是源于各种干扰力作用的结果，由水轮机转轮或流道各部分的动水压力所引起的振动称为水力振动。主要有涡列振动，尾水管低频压力脉动，间隙压力脉动及转轮叶片的抖振与急振等。
28、水轮机的空化空蚀有哪几种类型？
答：水轮机中的空化和空蚀现象习惯上是按空化和空蚀发生的部位而定义的。通常可分为以下四种基本类型：翼型空化空蚀、间隙空化空蚀、局部空化空蚀、空腔空化。
29、空蚀的机理是什么?
答：空蚀的机理：（1）水流在低压下产生空化，空泡或空穴在高压下溃灭，产生巨大冲击压力；（2）在巨大冲击压作用下，形成机械破坏作用，电化侵蚀作用与化学侵蚀作用，造成过流面的损伤。
30、简述减轻水轮机汽蚀的措施
答：（1）设计汽蚀性能优良的叶型，保证制造质量；（2）采用抗汽蚀材料；（3）设置合理的补气装置；（4）合理地选定水轮机的安装高程；（5）严格限制超越设计范围的运行工况，及时地对水轮机进行必要的检修。
陈好演的电视剧31、水轮机空化和空蚀对机组运行极为不利，列举主要表现在哪几个方面?
答：（1）破坏水轮机的过流部件；（2）降低水轮机的出力和效率；（3）空化和空蚀严重时，可能
使机组产生强烈的振动、噪音及负荷波动，导致机组不能安全稳定运行；（4）缩短了机组的检修周期，增加了机组检修的复杂性。
32、吸出高度Hs越小，水轮机的安装位置越低，水轮机的抗空化空蚀性能越差吗？为什么？
答：吸出高度Hs越小，水轮机的安装位置越低，水轮机的抗空化空蚀性能不是越差而是越好。因为吸出高度Hs越小，水轮机转轮出口处的压力值越高，该处的静态真空越小，从而避免翼型汽蚀的发生。
33、水轮机甩负荷时，为保证安全，导叶关闭时间是否越短越好？为什么？
答：不是。因为关闭时间越短对降低机组转速升高有利，但对减小蜗壳压力升高越不利。因此应合理确定导叶关闭时间，即考虑机组转速升高，又兼顾蜗壳压力升高。
34、影响水轮机安装高程的因素有哪些？
答：（1）水轮机的汽蚀系数或吸出高度；（2）水电站设计水头和下游尾水位；（3）电站所在处海拔高程；（4）水轮机型式。
35、贯流式水轮机按机组布置型式主要分为几种?并简述其特点。
答：贯流式水轮机按机组布置型式可以分为：
（1）轴伸贯流式；（2）竖井贯流式；（3）灯泡贯流式；（4）全贯流式；（5）其他形式（明槽式、虹吸式）。
特点：
（1）主要适用于低水头、大流量的电站；（2）电站从进水到出水方向基本上是轴向贯通，形状简单，过流通道的水力损失减小，提高水轮机能量指标；（3）贯流式机组具有较高的过流能力和大的比转速，在水头和功率相同的情况下，贯流式水轮机直径要比轴流式小10%左右，投资较省；（4）贯流式机组结构紧凑、体积较小，与统一规格的轴流机组尺寸相比较小，可以减少厂房的建筑面积，减少电站的开挖量和混凝土量，可以节省土建投资；（5）贯流式电站一般比轴流式电站建设周期短，投资小，见效快，淹没移民较小。
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