水轮机的特性曲线 课件.ppt

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1、第五章水轮机的特性曲线§5-1水轮机的特性曲线分类水轮机特性曲线——表示水轮机在各种运行工况下，特性参数之间变化规律的曲线。用于表示水轮机特性参数的有以下几类：几何参数、工作参数、综合参数。几何参数：等。工作参数：等。综合特性参数：等。对于单调节的水轮机有四个自变量对于双调节的水轮机有五个自变量因此，参数之间的关系较复杂，难以找出具体的函数表达式，只能逐一分解，找出部分参数之间的关系。§5-2水轮机的线性特性曲线水轮机线性特性曲线——仅表示水轮机某两个参数之间的关系曲线。一、转速特性曲线是指尺寸（）确定的水轮机，在水头、导叶开度和转角不变条件下，其主要工作参数之间的关系曲线。

2、此类曲线常用于模型试验中，试验中改变比改变容易得多。常见的有以下。1.出力与转速关系曲线2.效率与转速关系曲线3.流量与转速关系曲线注意不同比转速的水轮机其转速特性也不同:从图9-3可以看出，①低比转速水轮机的效率对转速的变化比较敏感，在偏离额定转速时，水轮机的效率下降较快，而高比转速水轮机的效率下降较慢。②低比转速水轮机的过流量随着转速增高而减小，而高比转速水轮机的过流量则随转速增高而增加。中比转速水轮机的过流量则几乎不随转速变化。二、工作特性曲线是指尺寸（）确定的水轮机，在水头、转速不变条件下，其主要工作参数之间的关系曲线，常见的有以下。1.出力特性曲线2.流量特性曲线3

3、.开度特性曲线以开度曲线为例说明：①当时，。②当（空载开度）时，水轮机以额定转速空载运转，（空载流量）③当，水轮机才有功率输出，。④当达到某一个值时，效率出现峰值。⑤当，水轮机内的水流条件变坏，水力损失，虽有，但值会。⑥注意:在水轮机工作特性曲线上，有三个重要的特征点①当出力为零时，流量不为零，此处的流量称为空载流量，对应的导叶开度称为空载开度。此时，流量很小，水流作用于转轮的力矩仅够克服阻力而维持转轮以额定转速旋转，没有功率输出。②效率最高点对应的流量为最优流量。③出力曲线最高点处的功率，称为极限功率，对应的流量为极限流量。三种工作特性曲线可以相互转换。三、水头特性曲线是指

4、尺寸（）确定的水轮机，在转速、导叶开度不变条件下，其主要工作参数之间的关系曲线，常见的有以下1.出力与水头关系曲线2.效率与水头关系曲线3.流量与水头关系曲线1.出力与水头关系曲线曲线特点:曲线接近于直线，各导叶下的曲线从相应的空载水头开始引出。在低于空载水头时，水轮机即使在空载时，也不能达到额定转速。2.效率与水头关系曲线曲线特点:当水头低于最高效率点所对应的水头时，水轮机效率的变化比较急剧，相反，效率变化比较缓慢。3.流量与水头关系曲线曲线特点:在小开度时，曲线接近于直线，但在大开度时，呈现非直线。注意不同比转速的水轮机其水头特性也不同:从图9-5可以看出，不同比转速的水

5、轮机在偏离最优工况时，效率下降的快慢程度不同，①高比转速水轮机在偏离最优工况时的效率下降较慢；相反，低比转速水轮机在偏离最优工况时的效率下降较快。②低比转速水轮机对应的空载水头值要比高比转速水轮机大得多。说明高比转速水轮机对水头的适应性优于低比转速水轮机。§5-3水轮机的模型综合特性曲线水轮机综合特性曲线——表示水轮机两个以上参数之间的关系曲线。一、水轮机的模型综合特性曲线以单位转速、单位流量为纵、横坐标轴，绘制的几组等值参数曲线，有等效率曲线（等线）、等空化系数曲线（等线）、等开度曲线（等线）、等转角曲线（等线）、5%出力限制线。这些特性曲线能全面反映同系列水轮机的性能，称

6、为水轮机主要的模型综合特性曲线。1、等效率曲线曲线特征：曲线由内向外扩大呈“鸭蛋”形，效率逐渐降低。说明在每一圈“鸭蛋”图上，尽管工况不同，但效率值却相同。2、等空化系数曲线曲线特征：曲线呈不规则形，每一条曲线上，尽管工况不同，但空化值б却相同，空化值б的变化规律基本上是随增加而增加，空化性能相应降低，说明水轮机越容易发生气蚀。3、等开度曲线曲线特征：曲线呈规则形，每一条曲线上，尽管工况不同，但导叶的开度值却相同。4、等转角曲线曲线特征：曲线呈“直线”形，每一条曲线上，尽管工况不同，但转轮叶片的转角值却相同。5、5%出力限制线曲线特征：曲线呈不规则形，出力限制线把模型综合特性

7、曲线分成两部分，左边为工作区域，右边为非工作区域。出力限制线上的工况点，称为水轮机的限制工况点。5%出力限制线——限制水轮机出力的曲线，它是各单位转速下95%最大出力工况点的连线。注意：1、不同类型的水轮机模型综合特性曲线不一样①HL式水轮机有：等效率线、等空化系数线、等开度线、5%出力限制线；②ZZ式水轮机有：等效率线、等空化系数线、等开度线、等转角线；③ZD式水轮机有：等效率线、等空化系数线、等开度线、5%出力限制线；④CJ式水轮机有：等效率线、等开度线（喷针行程线S=C）；⑤XL式水轮机一般都是转