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=4,00м.При D0 н< 7 м число лопаток принимаетсяz0н= 20. Таблица 5.1 Расчет открытия направляющего аппарата при Нmax№ точкиМодельНатура123456127,591,70,902578465232,591,71,2430311664335,091,21,4132713190437,5901,6035014771Таблица 5.2 Расчет открытия направляющего аппарата при Нp№ точкиМодельНатура123456127,591,50,842576731232,5921,183039508337,590,81,5535012326440,088,51,8137314029Таблица 5.3 Расчет открытия направляющего аппарата при Нср№ точкиМодельНатура123456127,589,70,752574482232,591,31,083036569337,591,31,473508942440,0901,7237310313Таблица 5.4 Расчет открытия направляющего аппарата при Нmin№ точкиМодельНатура123456127,5840,632572523232,588,50,943033966337,589,31,333505662440,0891,5837367043.4. 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 Нmaxφ0МодельНатура1234+7,590,80,706520+17,591,71,1610911+22,591,31,3913017+27,589,31,6615205Таблица 6.2 Расчет угла установки лопастей рабочего колеса при Нpφ0МодельНатура1234+7,590,80,735805+17,5921,229830+22,591,41,4611687+27,589,31,7413608Таблица 6.3 Расчет угла установки лопастей рабочего колеса при Нсрφ0МодельНатура1234+7,5900,794737+17,591,51,328047+22,590,81,599619+27,588,51,8811085Таблица 6.4 Расчет угла установки лопастей рабочего колеса при Нminφ0МодельНатура1234+7,588,10,863612+17,589,31,466215+22,5881,787467+27,5852,0884283.7. 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) = 28,3м ;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)=33,6м.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= 1,6м 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). ЛИТЕРАТУРА1. 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).