2012水輪機作業(yè)

1、（一）選擇題1.水輪機的工作水頭是（第一章緒論（A）水電站上、下游水位差（B）水輪機進口斷面和出口斷面單位重量水流的能量差（B）水輪機出力與水流出力之比（B）水流的動能與勢能（B）部分圓周進水的（B）沖擊式2 .水輪機的效率是（）。（A）水輪發(fā)電機出力與水流出力之比3 .反擊式水輪機是靠（）做功的。（A）水流的動能4 .沖擊式水輪機轉(zhuǎn)輪是（）。（A）整周進水的5 .噴嘴是（）水輪機的部件。（A）反擊式（二）填空題1 .水電站中通過能轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)機械能，再通過把旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)變成電能。2 .水輪機分為和兩大類。3 .軸流式水輪機分為和兩種。4 .水輪機主軸的布置形式有和兩種。5 .沖擊式水輪機有、和

2、三種。（三）問答題1 .水輪機有哪些類型？劃分類型的依據(jù)是什么？各類水輪機的適用范圍是什么?2 .混流式與軸流式水輪機主要不同點有哪些？其適用范圍有什么不同？3 .簡述各類水輪機轉(zhuǎn)輪區(qū)水流的流動與轉(zhuǎn)輪的結(jié)構(gòu)特點。4 .水輪機的基本工作參數(shù)有哪些？有何含義？它們的代表符號和單位是什么?5 .反擊式與沖擊式水輪機各有哪些過流部件？各有何作用？6 .水電站和水輪機的特征水頭都有哪些？它們之間有何區(qū)別？7 .沖擊式水輪機的特點是什么？類型有哪些？試說明沖擊式水輪機適合高水頭的原因？8 .反擊式和沖擊式水輪機在能量轉(zhuǎn)換上有何區(qū)別？9 .貫流式水輪機的特點是什么？類型有哪些？10 .燈泡貫流式水輪機有哪些

3、優(yōu)點？簡述燈泡貫流式水輪機基本組成部分。11 .燈泡貫流式機組的布置形式有幾種，各自的適用條件是什么？12 .燈泡貫流式機組與立式機組有何區(qū)別，相比較其優(yōu)點是什么？13 .噴管的作用是什么，其型式有幾種？折向器和分流器的作用是什么，二者有何區(qū)別？14 .水輪機的型號如何表示？各部分代表什么意義？15 .解釋水輪機型號：HL160-LJ-520、ZZ560-LH-800、GD600-WP-2502CJ30-W-120/2X10。16 .了解我國已建及正在建的大型水電站的機組的單機容量和適用水頭。（四）計算題1.某水輪機的水頭為18.6m,流量為1130m3/s,水輪機的出力為180MW若發(fā)電機效

4、率，=0.97,求水輪機的效率和機組的出力Pg。2 .某水輪機蝸殼進口壓力表的讀數(shù)為650M103Pa,壓力表中心X高程為887m壓力表所在鋼管內(nèi)徑D=6.0m,電站下游水位為884m,水輪機流量Q=290m3/s,若水輪機的效率”=92%,求水輪機的工作水頭與出力。3 .某河床式電站在設(shè)計水頭下：上游水位Z上=63m下游水位Z下=44.4m,通過某臺水輪機的流量m2/s,發(fā)電機效率，水輪機效率，如忽略引水建筑物中的水力損失，試求水流出力、水輪機出力和機組出力。第二章水輪機的工作原理（一）選擇題1 .水輪機中水流的絕對速度在軸面上的投影是（）。（A）軸向分量Vz.（B）軸面分量Vm2 .水輪機

5、中水流的軸面分量Vm與相對速度的軸面分量Wm（）。（A）相等；（B）不相等3 .水輪機輸出有效功率的必要條件是（）。（A）進口環(huán)量必須大于0;（B）進口環(huán)量必須大于出口環(huán)量4 .無撞擊進口是指水流的（）與葉片進口骨線的切線方向一致。（A）絕對速度；（B）相對速度5 .法向出口是指（）。（A）出口水流的絕對速度是軸向的；（B）出口水流的絕對速度與圓周方向垂直（二）填空題1 .水輪機轉(zhuǎn)輪中的水流運動是和的合成。2 .水輪機軸面上所觀察到的水流速度分量是一而。3 .轉(zhuǎn)輪中水流質(zhì)點的絕對速度v可分解為和;4 .繪制轉(zhuǎn)輪進口速度三角形需、和三個參數(shù)。（三）簡答題1 .在分析水輪機轉(zhuǎn)輪內(nèi)的水流運動時，做了

6、哪些假定？2 .什么叫軸面？什么叫流面？混流式、軸流式、斜流式水輪機的流面是何形狀？3 .什么是水輪機的水流速度三角形？研究轉(zhuǎn)輪進、出口水流速度三角形的意義是什么7M繪制混流式與軸流式水輪機的速度三角形示意圖。4 .軸流式和混流式轉(zhuǎn)輪中水流運動各有什么特點？它們的轉(zhuǎn)輪圓周速度如何確定？5 .研究水輪機基本方程式的目的是什么？推導(dǎo)水輪機基本方程式時利用了什么定理？水輪機基本方程式有哪幾種表達形式？水輪機基本方程式的物理意義是什么？6 .水輪機在運行中會產(chǎn)生哪幾種能量損失？這些損失對水輪機總效率的影響程度如何？7 .水輪機最優(yōu)工況的定義如何？最優(yōu)工況應(yīng)滿足什么條件？8 .偏離最優(yōu)工況時水輪機效率下

7、降的原因是什么？9 .什么叫水輪機的最優(yōu)工況？什么叫無撞擊進口？什么叫法向出口？10 .畫出混流式水輪機在非最優(yōu)工況下（水頭不變、流量減??；流量不變、水頭減?。┤~片進出口速度三角形，并標明各量？11 .在水輪機水頭和轉(zhuǎn)速不變的情況下如何調(diào)節(jié)水輪機流量，當流量改變是混流式水輪機轉(zhuǎn)輪進出口速度三角形將發(fā)生什么變化（以流量增加和減少一種情況為例）（四）計算題12 .某混流式水輪機的參數(shù)為：D1=1m,bo=0.1m,Q=16m3/s,H=256mn=1000r/min,若水輪機的水力效率，=95%，試按法向出口條件計算進口速度三角形的參數(shù)Vi，%i，Vui，Wi與A,并繪出進口速度三角形。13 某軸

8、流式水輪機的參數(shù)為：Di=6.0m,dh=0.4Di,Q=160m>s,H=18mn=107.1r/min,假定水力效率"=0.94,在D=5m圓柱面上，按無撞擊進口與法向出口條件計算轉(zhuǎn)輪進、出口速度三角形參數(shù)，并繪出進、出口速度三角形。第三章水輪機空化與空蝕（一）選擇題1 .水輪機的空化系數(shù)。是水輪機（）的相對值。（A）動態(tài)真空；（B）靜態(tài)真空2 .水輪機的空化系數(shù)與水輪機的（）有關(guān)。（A）安裝高程（B）工況3 .尾水管補氣的主要目的是（）。（A）消除和減輕尾水管的空腔空化；（B）消除和減輕轉(zhuǎn)輪葉片的空化4 .空蝕發(fā)生時過流表面的損壞特征是（）。（A）表面組織呈蜂窩狀；（B）

9、表面組織呈溝槽狀5 .防止翼型空化的條件是（）。（A）實際吸出高度大于允許吸出高度；（B）實際吸出高度小于允許吸出高度（二）名詞解釋：1.空化；2.空蝕；3.翼型空化；4.吸出高度；5.空化核（三）簡答題1 .水輪機的空蝕是怎樣形成的？水輪機空蝕有哪幾種類型？翼型空蝕和空腔空蝕是怎樣產(chǎn)生的？2 .空蝕對金屬材料表面的侵蝕破壞有哪幾種作用，并作簡要說明。3 .空化和空蝕對水輪機影響包括哪幾方面？4 .寫出水輪機裝置空化系數(shù)公式，說明各符號意義。5 .水輪機空化系數(shù)的基本意義是什么？說明水輪機的空化系數(shù)和哪些因數(shù)有關(guān)。6 .什么叫水輪機的吸出高度？寫出帶有空化安全系數(shù)的允許吸出高度計算公式并說明各

10、符號的意義。7 .為何水電站空化系數(shù)大于水輪機空化系數(shù)時水輪機不發(fā)生翼型空化？8 .水輪機的安裝高層是如何確定的？9 .水輪機空蝕破壞通常有哪些主要因素？10 .對于已經(jīng)投入運行的機組，減輕空蝕破壞通常有哪些措施？11 .尾水管中的旋轉(zhuǎn)渦帶是怎樣形成的？其運動特點怎樣？12 .自然補氣的形式有幾種，各有什么優(yōu)缺點？（四）計算題1 .某電站安裝ZZ560LH330水輪機，設(shè)計水頭Hr=19.5m,水輪機的空化系數(shù)仃=0.5（不用修正），電站海拔高程E=600m,求此水頭下水輪機的允許吸出高度Hs。2 .已知某電站安裝的水輪機為HL200-LJ550,在某工況下模型空化系數(shù)仃=0.1,水輪機工作水

11、頭H=100m,導(dǎo)葉高度b0=0.2Di,水輪機安裝高程7=270m,尾水位中w=300m，取安全系數(shù)K=1.2，試判斷此工況下水輪機是否產(chǎn)生翼型空化。第四章水輪機相似理論（一）填空題1 .水輪機相似應(yīng)符合的條件為、和。2 .水輪機工況相似的判據(jù)是和分別才河3 .水輪機的比轉(zhuǎn)速越高，其空化系數(shù)越。4 .軸流轉(zhuǎn)漿式水輪機的效率修正值與看頭。5 .水輪機的比轉(zhuǎn)速越高，其應(yīng)用水頭越。6 .水輪機比轉(zhuǎn)速的常用單位制是和。（二）判斷題1 .只有幾何相似的水輪機才有可能工況相似。（）2 .效率相等的水輪機工況一定是相似工況。（）3 .水輪機的比轉(zhuǎn)速相等時，其工況一定相似。（）4 .水輪機的品和分別相等時，

12、其比轉(zhuǎn)速一定相等。（）5 .同一水輪機在工況相似條件下，其轉(zhuǎn)速與水頭成正比。（）6 .同一水輪機在工況相似條件下，其流量與水頭成正比。（）（三）簡答題1 .什么是水輪機的幾何相似與運動相似？水輪機的相似條件是什么？主要內(nèi)容有哪些？2 .分別寫出水輪機單位參數(shù)加和Q11的一次近似式與二次近似式。3 .相似換算時，對水輪機效率進行修正的原因是什么？4 .什么叫水輪機的相似定律？什么叫水輪機的單位流量、單位轉(zhuǎn)速和單位出力？5 .什么叫水輪機系列？相似水輪機的單位參數(shù)是如何換算的？6 .什么叫水輪機的比轉(zhuǎn)速？說明水輪機比轉(zhuǎn)速的意義？7 .為什么說比轉(zhuǎn)速是一個重要的相似判別數(shù)？比轉(zhuǎn)速的大小和轉(zhuǎn)輪的形狀變

13、化有什么關(guān)系？8 .為什么說比轉(zhuǎn)速越高，能量性能越好，空化性能越差，并說明高比轉(zhuǎn)速的水輪機適用低水頭的理由？14.某軸流轉(zhuǎn)槳式水利的設(shè)計最大允許吸出高度=-2.8m,現(xiàn)在水輪機運行在H=0m的某工況點上，那么該工況點的水輪機空化狀況怎樣？為什么？（四）計算題1 .已知兩同系列的水輪機A、B的參數(shù)分別為：D1A=5.2m,nA=150r/min,Ha=100m,Qa=200m3/s,“a=0.9,口伯=1.2m,nB=300r/min,HB=21.5m,QB=5m3/s,=0.89,試用相似判據(jù)判斷兩水輪機是否工況相似。2 .水輪機HL220-LJ550的工作參數(shù)為：H=49m,n=88.2r/

14、min,Q=240m3/s,P=110MW,后大壩加高，水頭H增至64m,求相似工況下同一水輪機的轉(zhuǎn)速n'、流量Q'與出力P。第五章水輪機特性曲線（一）選擇題1 .水輪機模型綜合特性曲線以（）作為坐標參數(shù)。（A）單位轉(zhuǎn)速與單位流量；（B）水頭與出力2 .水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線以（）作為坐標參數(shù)。（A）nii和Qii；（B）H和P3 .等葉片轉(zhuǎn)角線是（）水輪機模型綜合曲線的組成部分。（A）軸流轉(zhuǎn)漿式；（B）混流式4 .轉(zhuǎn)漿式水輪機協(xié)聯(lián)保持時的飛逸轉(zhuǎn)速比協(xié)聯(lián)破壞時（）。（A）高；（B）低5 .低比轉(zhuǎn)速混流式水輪機的流量隨轉(zhuǎn)速的升高而（）。（A）增大；（B）減小（二）簡答題1 .轉(zhuǎn)漿

15、式水輪機模型綜合曲線由哪幾種曲線所構(gòu)成？2 .出力限制線的意義何在？3 .不同比轉(zhuǎn)速水輪機的等開度線有何不同？繪簡圖說明。4 .什么叫水輪機的特性曲線？它有哪些類型？5 .什么叫水輪機模型綜合特性曲線？什么叫水輪機的運轉(zhuǎn)綜合特性曲線？它們之間有何關(guān)系？6 .水輪機運轉(zhuǎn)綜合特性曲線上的出力限制線有何意義？7 .水輪機選型的原則是什么，基本過程是怎樣的？8 .試敘述混流式水輪機模型主要綜合特性曲線上5%H力限制線的繪制方法。（三）計算題1.混流式水輪機HL160-LJ-520的參數(shù)為Hmax=150m,Hr=120m,n=150r；min,設(shè)計工況模型導(dǎo)葉開度a0M=24mm,求水輪機的最高飛逸轉(zhuǎn)

16、速nR=?*解題指導(dǎo)：根據(jù)模型導(dǎo)葉開度，查飛逸特性曲線（見附圖11115）找出單位飛逸轉(zhuǎn)速n11R,用最高水頭計算出對應(yīng)飛逸轉(zhuǎn)速nRi；在飛逸特性曲線。2.某混流式水輪機HL240-LJ-410的參數(shù)為：Hmax=45m,H=39m,Hmin=26m,水輪機的額定轉(zhuǎn)速n=i07.ir/min,求水輪機各水頭下的最大出力。第六章水輪機選型設(shè)計（一）判斷題1 .在同樣水頭與壓力條件下，沖擊式水輪機的尺寸比混流式大。（）2 .計算水輪機轉(zhuǎn)速直徑時應(yīng)使用額定水頭。（）3 .計算水輪機額定轉(zhuǎn)速時應(yīng)使用額定水頭。（）4 .水輪機的最大容許吸出高度應(yīng)選擇各水頭下吸出高度的最大值。（）5 .水頭變幅較大的低水

17、頭水電站應(yīng)選擇軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機。（）（二）簡答題1 .水輪機選型的基本內(nèi)容有哪些？2 .比轉(zhuǎn)速高的水輪機為什么不適用于高水頭？3 .選型計算中如何確定水輪機的單位轉(zhuǎn)速與單位流量？（以混合式和轉(zhuǎn)槳式為例說明）（三）計算題1 .某水電站hk尸150mH=120m,Hv=130m,hU=90m,單機水輪機出力220MW電站選用HL160型水輪機。使用模型綜合特性曲性計算水輪機的轉(zhuǎn)輪直徑Di,轉(zhuǎn)速n和過流量Q。2 .某水電站裝置HL220-LJ-550水輪機。水輪機的參數(shù)為：H-產(chǎn)55項H=483Hk=403n=88.2r/min,水電站尾水位高程尾=4503試計算水輪機的最大容許吸出高程Hso*解題

18、指導(dǎo)：根據(jù)各水頭與轉(zhuǎn)速計算對應(yīng)的單位轉(zhuǎn)速，查HL220模型綜合特性曲線，找出各單位轉(zhuǎn)速與出力限值點的交點，確定各交點Om值，將m修正為原型空化系數(shù)仃，再用吸出高計算式計算出各水頭對應(yīng)的H值，取其中最小者作為水輪機的最大容許吸出高度。查出最大飛逸轉(zhuǎn)速niimax,用額定水頭計算出對應(yīng)的飛逸轉(zhuǎn)速nR2;在nRi與nR2中取最大者作為水輪機最高飛逸轉(zhuǎn)速nR。其他部分：一、混流式（一）單項選擇題1 .金屬蝸殼的斷面為（2 .包角越大，蝸殼中的水流越（3 .導(dǎo)水機構(gòu)調(diào)節(jié)流量的實質(zhì)是（A）圓形和橢圓形（A）均勻（A）改變導(dǎo)葉出口面積;（B）梯形（B）不均勻（B）改變導(dǎo)葉出口水流角度4 .可以增大水流環(huán)量的

19、導(dǎo)葉是（A）正曲率導(dǎo)葉（B）負曲率導(dǎo)葉5.直錐形尾水管的恢復(fù)系數(shù)比彎肘形尾水管的恢復(fù)系數(shù)（A）大（B）?。ǘ┱f明下述基本概念1.蝸殼包角；2.導(dǎo)葉開度；3.導(dǎo)葉相對開度；4.尾水管恢復(fù)系數(shù)；5.尾水管相對損失（三）簡答題1 .混流式水輪機的引水室有幾種型式？各適用于什么類型的水電站?2 .導(dǎo)式機構(gòu)的作用是什么？水輪機流量調(diào)節(jié)有哪幾種方式。3 .尾水管的作用是什么？其工作原理是什么？4 .混流式水輪機的性能如何？混流式水輪機由哪幾大部分組成？其工作過程怎樣？6 .水輪機的類型有幾種，各種類型水輪機有何優(yōu)缺點？7 .轉(zhuǎn)輪的作用是什么？轉(zhuǎn)輪一般由哪幾部分組成？8 .混流式水輪機轉(zhuǎn)輪與軸流式水輪機在

20、結(jié)構(gòu)上有何異同點？9 .止漏環(huán)有哪幾種類型，其作用范圍怎樣？10 .什么叫水輪機的軸向水推力？如何估算？11 .減壓裝置有幾種類型？它們的工作的原理是怎樣的12 .引水室的作用是什么？它有幾種類型？13 .金屬蝸殼的應(yīng)用條件、結(jié)構(gòu)類型和一般的受力特點是怎樣的？14 .導(dǎo)水機構(gòu)的作用是什么，它有幾種類型？一般用來調(diào)節(jié)流量的方法有幾種？15 .導(dǎo)水機構(gòu)的傳動機構(gòu)有何作用？它有哪幾種類型？16 .導(dǎo)葉的數(shù)目、開度、高度及相對高度、偏心距、進口角和出口角等用什么符號代表？基本概念如何？17 .說明水輪機頂蓋和底環(huán)的結(jié)構(gòu)以及其和其它部件的裝置關(guān)系？18 .尾水管的類型有幾種，各有何優(yōu)缺點，其作用是什么？19 .試用伯努里推導(dǎo)尾水管回收動能原理。20 .減輕尾水管振動的措施通常有幾種方法？說明補氣裝置的作用？21 .尾水管的十字架