水轮机复习知识要点总结
第一章
1、水轮机是一种将河流种蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机或者发电机的转子将旋转的机械能转换成电能。
2、水轮机的工作水头：指水轮机进口和出口截面处单位重量的水流能量差，单位为m。一般用几个特征水头表示水轮机工作水头的范围，特征水头包括最大水头，最小水头，加权平均水头和设计水头。
3、特征水头：
（1）最大水头，是允许水轮机运行的最大净水头。它对水轮机结构的强度设计有决定性影响。
（2）最小水头，是保证水轮机安全、稳定运行的最小净水头。
（3）加权平均水头：是在一定期间内（视水库调节性能而定），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。
（4）设计水头：是水轮机发出额定出力时所需要的最小净水头。
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4、反击式水轮机包括：
混流式水轮机：水流从四周沿径向进入转轮，然后近似的以轴向流出转轮，应用水头范围较广，约为50~700m，水头
较高。（水流流经转轮：径向流入，轴向流出。转轮标称直径：取下环与叶片进口边的交点对应的直径为转轮标称
直径。）                                                         
轴流式水轮机：水流在导叶和转轮之间由径向流动变为轴向流动，而在转轮区水流保持轴向流动，其应用水头约为3~80m，适用水头较低，根据其转轮叶片在运行中能否转动，可以分为轴流定桨式和轴流转桨式两种。（水流流经
转轮：轴向流入，轴向流出。转轮标称直径：取转轮叶片轴线与转轮室交点处的直径为转轮标称直径。） 
斜流式水轮机：斜流式水轮机具有较宽的高效率区，适用水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为40~200m。
如何注册公司流程（水流流经转轮：斜向流入，斜向流出。转轮标称直径：取转轮叶片轴线与转轮室交点处轴截圆断面的直径为转轮标称直径。）
贯流式水轮机：根据其发电装置形式不同，分为全贯流式和半贯流式两类，广泛用于平原河流上的电站和潮汐电站。（水流流经转轮：轴向流入，轴向流出。转轮标称直径：取转轮叶片轴线与转轮室交点处的直径为转轮标称直径。）
5、 掌握反击式水轮机（以混流式水轮机为例）的主要部件及其作用，请参阅教材P12~P13.
6、掌握冲击式水轮机（以切击式水轮机为例）的主要部件及其作用，请参阅教材P14~P15。
7、冲击式水轮机按射流冲击转轮方式的不同分为：切击式水轮机、斜击式水轮机、双击式水轮机三种。
8、流量： 水轮机的流量是指单位时间内通过水轮机某一过流断面的水流体积，常用符号Q表示，常用单位为m/s。
在设计水头下，水轮机以额定转速、额定出力时所对应的水流量常委设计流量。
9、出力P:水轮机出力是水轮机轴端输出的功率，常用符号P表示，常用单位为KW。
10、水轮机型号：
①HL220—LJ—250，表示混流式水轮机，转轮型号为220，立轴，金属蜗壳，转轮标称直径为250cm。
②ZZ560—LH—500，表示轴流转桨式水轮机，转轮型号为560，立轴，混凝土蜗壳，转轮标称直径为500cm。
③GD600—WP—300，表示贯流定桨式水轮机，转轮型号为600，卧轴、灯泡式引水，转
轮标称直径为300cm。
④CJ20—W—120/2×10，表示水斗式水轮机，转轮型号为20，卧轴，转轮标称直径为120cm，一个转轮有两个喷嘴，射流直径为10cm。
11、水轮机的装置形式：指水轮机主轴的布置形式与引水室形式相结合的总体。
    ①反击式水轮机的装置形式：大型机组采用立轴布置形式，水轮机轴与发电机轴直接连接；中高水头混流式机组，采用立轴，金属蜗壳，弯肘形尾水管；中低水头混流式机组和轴流式机组采用立轴，混凝土蜗壳，弯肘形尾水管。
    ②冲击式水轮机的装置形式:斜击式和双击式水轮机由于机组容量小，一般都采用卧轴装置型式，切击式水轮机由于机组容量范围较大，因此装置形式有立式也有卧式，大容量机组一般是立式，小容量机组是卧式。
第二章(    掌握蜗壳作用、水流运动规律、导水机构作用及类型、转轮作用、进出口三角形、水轮机基本方程、水力效率、利用速度三角形讨论水轮机工况)
1、蜗壳作用：以最小的水力损失和最经济的断面尺寸将水流引入转轮前的导水机构，并使水流能均匀、轴对称并有一定速度环量流动。
2、水流运动规律：等速度矩律（尽量掌握其假设及推导）。请参阅教材P26.
3、反击式水轮机导水机构的作用：①根据电力系统负荷的变化，调节水轮机流量，以适应系统对机组出力的要求；②形成和改变进入转轮的水流环量，以满足不同比转速水轮机对进入转轮前水流环量的要求。
  导水机构的类型：径向式导水机构、轴向式导水机构、斜向式导水机构。
4、转轮作用：将水流的能量转换为转轴上的旋转机械能。
5、掌握混流式水轮机转轮进、出口速度三角形,请参阅教材P32左下角；掌握轴流式水轮机转轮进、出口速度三角形,教材P34(c)；
6、水轮机基本方程：，或，或
  水轮机基本方程的意义：水流流经转轮后，速度矩从转轮进口的减小到出口的时，每单位重量的水流传给转轮的能量为，并使转轮以角速度旋转。
7、水轮机效率：水轮机输出功率与水流输入功率之比称为水轮机效率，常用表示，水轮机效率等于水轮机水力效率与容积效率及机械效率的乘积。
8、掌握水轮机变工况下的转轮进、出口速度三角形（要会画相应工况下的图）：①水头不变，流量减小；②流量不变，水头减小。请参阅教材P44
9、冲击式水轮机和反击式水轮机工作原理的异同点。请参阅教材P47，共7点，请自行归纳。
10、在水轮机的各种水力损失中水利损失是主要的，容积损失和机械损失都比较小而且基本上是一定值，因而提高水轮机的效率主要是提高其水力效率。
11、无撞击进口工况：在某一工况下，在转轮进口速度三角形中，水流相对速度W1的方向角与转轮叶片的进口角相同，即=，则水流平顺的进入转轮而不发生撞击和脱流现象，叶片进口水力损失小从而也提高了水轮机的水力效率，此工况称为无撞击进口工况。
12、法向出口工况：在某一工况下，在转轮出口速度三角形里，水流绝对速度的方向角，即长江三角洲地区垂直于时，，水流离开转轮后没有旋转并沿尾水管流出，不产生涡流现象，从而提高了水轮机的水力效率，次工况称为法向出口工况。
13、最优工况：当水轮机在=，的工况下工作时，则水流在转轮进口无撞击损失，出口无涡流损失，此时水轮机的效率最高，称为水轮机的最优工况。
13、水斗叶片的出水角，射流在斗叶上进出口的转向为180度，并且转轮的圆周速度U等于射流速度V0的一半时，则水斗式水轮机的水力效率或出力最大。
第三章
1、水轮机系列：水轮机原型可以按比例缩小为模型，如果取不同的比例，则可得若干个尺
寸不同的水轮机模型。所有这些模型尺寸大小不同，但过流部件几何形状相似，即水轮机的相应尺寸大小不等，但成同一比例，这样得到的一系列水轮机称为水轮机系列。
范文芳个人资料2、研究同系列水轮机的几何尺寸及特性参数间相似关系的理论，或者说，研究模型与原型相似关系的理论，称为水轮机的相似理论。含有星的诗句
3、相似条件：①几何相似：主要是指两个水轮机过留部分几何形状与表面糙度相同，并且一切相应的线性尺寸成比例。
            ②运动相似：是指两个水轮机所形成的液流相应点处的速度同名者方向相同，大小成比例，相应的夹角相等，或者说相应点处的速度三角形相似。
            ③动力相似：是指两个水轮机所形成的液流中各相应点所受的力，数量相同、名称相同，且同名力方向一致，大小成比例。
4、单位参数：
单位转速：表示直径D1=1m的水轮机，在工作水头下的真实转速。   
单位流量：表示直径D1=1m的水轮机，在工作水头下的真实流量。   
单位出力：
5、水轮机的比转速：水轮机在1米水头下工作，能发出1马力的功率所对应的转速。
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比转速的意义：①比转速是水轮机的综合参数，它既体现了单位转速，又体现了单位流量；②相似的一类水轮机，比转速相同；③比转速大小对应适应水头的高低；④比转速决定了水轮机过流部分的几何形状；⑤在水头确定条件下倾向于选择更高比转速的水轮机。
空化系数与比转速的关系：，随着比转速增加，空化系数迅速增加。
飞车情侣名字大全6、水轮机的飞逸转速：水轮机发电组在正常情况下总是以额定转度运行，这时水轮机的转动力矩和发电机的电磁力矩是平衡的。如果外界负荷突然丢掉，调速机构失灵，导水机构又不能及时关闭时，由于输出的电磁力矩为零，因而输入的水流转动力矩除了少部分消耗与机械损失外，其余大部分就使机组转速急剧增高，并达到某一最大转速，这时的运行工况称为飞逸工况，这是的最大转速称为飞逸转速。水轮机飞逸转速的大小与水轮机的飞逸特性有关，而飞逸特性一般用单位飞逸转速表示，按转速相似公式换算出相应的单位飞逸转速：
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7、转桨式水轮机的飞逸转速存在两种情况：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破坏；②当导水机构和转轮叶片操作机构同时失灵，但两者之间的协联机构仍保持。请参阅教材P62~P63
8、为了防止机组发生飞逸和降低飞逸转速，技术上常采用如下几种措施与装置：
①设置快速闸门；②增设事故配压阀；③对转桨式水轮机，可采用强行关闭或开大转轮叶片转角降低飞逸转速；④采用过制动片；⑤导叶自关闭。
第四章
1、空化现象：当液体温度一定时，降低压力到某一临界压力时，液体汽化或溶解于液体中的空气发育形成空穴，这种现象称为空化。空化过程可以发生在液体内部，也可以发生在固定边界上。
2、空蚀现象：空蚀是指由于空泡的溃灭，引起过流表面的材料损坏。在空泡溃灭过程中伴随着机械、电化、热力、化学等过程的作用。
3、空化和空蚀的关系：空蚀是空化的直接后果，先空化后空蚀，空化可以发生在液体内部，也可以发生在固定边界上，空蚀只发生在固定边界上。
4、空蚀对金属材料表面的侵蚀破坏有机械作用、化学作用和电化作用三种，以机械作用为主。
5、空化、空蚀对水轮机的影响：
①破坏水轮机的过流部件，如导叶、转轮、转轮室、上下止漏环及尾水管等。
②降低水轮机的出力和效率，因为空化和空蚀会破坏水流的正常运行规律和能量转换规律，并会增加水流的漏损和水力损失。
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，增加了检修的复杂性。空化和空蚀检修不仅耗用大量钢材，而且延长工期，影响电力生产。
6、水轮机为何产生空化空蚀？
水轮机的工作介质是液体，液体的致电并不像固体那样围绕固定位置振动，而是质点的位置迁移较容易发生，对于某一温度的水，当压力下降到某一汽化压力时，水就开始产生汽化现象。通过水轮机的水流，如果在某些地方流速增高了，根据水力学的能量方程可知，必然引起该处的局部压力降低，如果该处水流速度增加很大，以致使压力降低到在该水温下的汽化压力时，则此低压区的水开始汽化，便会产生气蚀。