Гидротурбины

По УХ находим D0 м= 0,600 м и z0 м =28.Для ПЛ турбин значение D0н вычисляется из соотношения D0н =1,2*D0м и округляется до ближайшего стандартного значения по [1,табл.

2]. Для ПЛ20-Вс диаметром рабочего колеса D1=3,35мнаходим D0н=4,00 м.При D0 н< 7 м число лопаток принимаетсяz0н= 20. Таблица 5.1 Расчет открытия направляющего аппарата при Нmax№ точки.

МодельНатура123 456 127,591,70,902 578 465 232,591,71,2 430 311 664 335,091,21,4 132 713 190 437,5901,6 035 014 771.

Таблица 5.2 Расчет открытия направляющего аппарата при Нp№ точки.

МодельНатура123 456 127,591,50,842 576 731 232,5921,183 039 508 337,590,81,5 535 012 326 440,088,51,8 137 314 029.

Таблица 5.3 Расчет открытия направляющего аппарата при Нср№ точки.

МодельНатура123 456 127,589,70,752 574 482 232,591,31,83 036 569 337,591,31,473 508 942 440,0901,7 237 310 313.

Таблица 5.4 Расчет открытия направляющего аппарата при Нmin№ точки.

МодельНатура123 456 127,5840,632 572 523 232,588,50,943 033 966 337,589,31,333 505 662 440,0891,5 837 367 043.

4. В графу 1 табл.

6 записываются значения угла установки лопасти модели, обозначенные на УХ. Эти же значения угла φ принимаются и для натурной турбины. 3.

5. В графы 2 и 3 табл.

6 записываются значения КПД модели и приведенного расхода, определяемые на УХ в точках пересечения горизонталей = сonstс линиями угла установки φ.

3.6. Мощность турбины определяется по формуле (2.4). Таблица 6.1 Расчет угла установки лопастей рабочего колеса при Нmaxφ0Модель.

Натура1234+7,590,80,706 520+17,591,71,1 610 911+22,591,31,3 913 017+27,589,31,6 615 205.

Таблица 6.2 Расчет угла установки лопастей рабочего колеса при Нpφ0Модель.

Натура1234+7,590,80,735 805+17,5921,229 830+22,591,41,4 611 687+27,589,31,7 413 608.

Таблица 6.3 Расчет угла установки лопастей рабочего колеса при Нсрφ0Модель.

Натура1234+7,5900,794 737+17,591,51,328 047+22,590,81,599 619+27,588,51,8 811 085.

Таблица 6.4 Расчет угла установки лопастей рабочего колеса при Нminφ0Модель.

Натура1234+7,588,10,863 612+17,589,31,466 215+22,5881,787 467+27,5852,884 283.

7. Используя данные табл. 5 и 6, строят зависимости αo = f4(N) и φ = f5 (N) для четырех напоров.

3.8. В координатах N — H наносятся изолинии КПД турбины (8 — 10 кривых через 1 — 2%), линии равных допустимых высот отсасывания (4 — 5 линий), линии равных открытий направляющего аппарата и линии равных углов установки лопастей φ. Для этой цели полученные графики соответствующих зависимостей рассекаются горизонтальными линиями и точки их пересечения переносятся на поле N — H (по значениям мощности при данном напоре). Соединяя точки равных значений соответствующих параметров получают эксплуатационную характеристику. 3.

9. На эксплуатационной характеристике наносится линия ограничения мощности, причем: а) на участке от Hmax до Hp линия ограничения, как правило, является вертикальной линией N = Const и соответствует номинальной мощности турбины (ограничение по генератору). б) на участке от Hp до H min линия ограничения является наклонной линией и соответствует постоянству одного из следующих параметров: — = Const (ограничение по); - φ = Const (ограничение φ max); - = Const (ограничение по Н). При этом ограничивающее значение принятого параметра соответствует его значению в «рабочей» точке и определяется из построенных графиков = f2 (N), αo=f4(N) и φ = f5(N) для Нр и заданной номинальной мощности. Из этих же графиков определяется и N*, которое соответствует линии ограничения при Нmin. Конструктивная реализация линии ограничения проще всего осуществляется при выполнении условий = Const или φ = Const. Поэтому предпочтение следует отдавать этим параметрам. Для проектируемой гидротурбины выберем ограничение мощности при выполнении условия =360мм= Const. Рисунок 2 Открытие направляющего аппарата и угол установки лопастей гидротурбины ПЛ20-ВРисунок 3 Эксплуатационная характеристика гидротурбины ПЛ20-В 4. РАЗРАБОТКА СХЕМЫ УСТАНОВКИ4.1 Схема установки вычерчивается на листе формата А3 на основе габаритного чертежа, приведенного в папке «Характеристики гидротурбин». Размеры проточной части пересчитываются в соответствии с расчетным диаметром рабочего колеса.

4.2. Выбор отметки расположения рабочего колеса, т. е. отметки характерной плоскости турбины (оси поворота лопастей рабочего колеса для турбины типа ПЛ-В) производится из условия обеспечения безкавитационной работы турбины во всех режимах., (4.1) где Н sи — фактическая и допустимая высота отсасывания в данном режиме работы турбины. Значение может быть определено по эксплуатационной или рабочей характеристике в любом режиме в пределах рабочей зоны, а фактическая Нs будет изменяться в связи с колебаниями нижнего бьефа. Для выполнения условия (4.1) необходимо определить отметки характерной плоскости для трех режимов работы: а) для расчетного напора Нр и номинальной мощности (Х.ПЛ.) Нр = НУр + ()Н р; (4.2)(Х.ПЛ.) Нр = 30,5 + (-3,8)=26,7мб) для максимального напора Нmax и номинальной мощности (Х.ПЛ.) Н max = НУmin + ()Н max ;(4.3)(Х.ПЛ.) Н max = 30,0 + (-1,7) = 28,3 м ;в) для минимального напора Нmin и соответствующей ему мощности N* на линии ограничения (Х.ПЛ.) Нmin = НУmax + ()Н min. (.

4.4) (Х.ПЛ.) Нmin = 32,0 + (1,6)=33,6 м.В этих выражениях: НУmax, НУр, НУmin — отметки уровня по заданию; ()Н р= -3,8м — минимальное значение допустимой высоты отсасывания при Нр (из рабочей характеристики = f (N) при Нр и номинальной мощности N); ()Н max= -1,7м — минимальное значение допустимой высоты отсасывания при Нmax (из рабочей характеристики = f (N) при Нmax и номинальной мощности N); ()Н min= 1,6 м минимальное значение допустимой высоты отсасывания при Нmin (рабочей характеристики = f (N) при Нmin и мощности N*); В формулы (4.2, 4.3, 4.4) значения ()Н minподставляются с сохранением знака. Из трех полученных Х.ПЛ. выбирается наименьшее значение, которое отмечается на компоновочном чертеже установки (соблюдение масштаба не обязательно).

ЛИТЕРАТУРА

1. Орахелашвили Б. М. Выбор гидротурбин для ГЭС. Москва. 2016.

2. Ковалев Н. Н. Гидротурбины. Л.: Машиностроение, 1971. 3. Справочник по гидротурбинам /под.

ред. Ковалева Н.Н./ Л.: Машиностроение, 1984. 4. «Характеристики реактивных гидротурбин» (электронная версия).