Выбор гидротурбины и построение эксплуатационной характеристики (расчетный (рабочий) напор гидротурбины = 7,7м)

Министерство науки и образования

Новосибирский государственный технический университет

Расчетно-графическая работа

Выбор гидротурбины и построение эксплуатационной характеристики

Вариант 4

Выполнил:

студент группы ТЭ-62

Горб Андрей

Проверила:

Григорьева О. К.

Новосибирск 2009

Содержание

1. Постановка задачи и исходные данные                                                                        3

2. Расчет                                                                                                                              3

          2.1 Выбор гидротурбины                                                                                        3

          2.2 Номинальный диаметр рабочего колеса                                                          3

          2.3 Максимальный КПД натурной турбины                                                         3

          2.4 Поправка КПД за счет масштабного эффекта                                                 4

          2.5 Определение частоты вращения турбины                                                       4

          2.6 Определение рабочей зоны турбины на главной универсальной характеристике (ГУХ)                                                                                                            4

3. Построение рабочих характеристик гидротурбины                                                   4

Список литературы                                                                                                            15

1. Постановка задачи и исходные данные

Для ГЭС с расчетным, максимальным и минимальным напорах выбрать реактивную гидротурбину (определить систему, тип, диаметр рабочего колеса D, частоту вращения n, и величину допустимого заглубления ) при номинальной мощности и высоте отсасывания при расчетном напоре .

Для выбранной турбины построить рабочие характеристики.

Заданы:

·  максимальный напор гидротурбины ;

·  расчетный (рабочий) напор ;

·  минимальный напор ;

·  высота отсасывания

·  номинальная мощность турбины

2. Расчет

2.1 Выбор гидротурбины.

Выполняется по максимальному напору с учетом выполнения неравенства . Выбираем турбину ПЛ - 15 (осевая поворотно-лопастная).

2.2 Номинальный диаметр рабочего колеса.

где  - номинальная мощность, кВт;  - расчетный напор, м;  - приведенный расход (принимаем равным 2,2; по приложению №2), ;  - КПД турбины (предварительно принимаем 0,88).

Полученное значение округляем до ближайшего  стандартного

2.3 Максимальный КПД натурной турбины.

Определяется по формуле

где  - КПД модели в оптимальной точке (на 0,5% больше, чем значение изолинии, ближайшей к центру характеристики) ,  - диаметр рабочего колеса модели, м

2.4 Поправка КПД за счет масштабного эффекта.

Находится как разность КПД натурных и модельных турбин

Или как отношение КПД натурных и модельных турбин

2.5 Определение частоты вращения турбины.

Число оборотов в минуту, соответствующее нормальной скорости вращения:

значение принимаем равным 150 об/мин (по приложению №2), тогда

Полученное значение округляется до ближайшего (большего или меньшего) синхронного значение частоты вращения (по табл №2) . Для найденного значения  уточняется расчетная приведенная частота вращения

2.6 Определение рабочей зоны турбины на главной универсальной характеристике (ГХУ).

так как   тогда  находим как

 = 0,5 () = 0,5 (11,8+7,7)=9,75 м

3. Построение рабочих характеристик гидротурбины

На ГХУ проводим линии    Координаты точек пересечения с линиями η=const; const; φ=const; σ=const заносим в таблицы. По 12 столбец значение точек берем по диаграмме, если надо с помощью интерполяции. Далее расчет ведем следующим образом (на примере одной точки).

;

;

;

φ° = -10;

;

Рассчитываем КПД, расход и мощность натурной турбины:

N =

;

Значения допустимой высоты отсасывания и соответствующие им значения мощности натурной турбины:

σH -

где  - дополнительное заглубление рабочего колеса турбины. - поправка для ПЛ-турбины,  - отметка нижнего уровня рабочего колеса, принимаем равной 180.

, тогда

Значения открытия направляющего аппарата (НП) натурной турбины

- диаметр окружности расположения осей лопаток НА и число лопаток у моделей. ,  то же для натурной турбины, в соответствии со стандартом.

Значение мощности

N == 12005,51

Аналогично для других значений, результаты вычислений сводим в таблицы:

Список литературы

1. Выбор гидротурбины и построение эксплуатационной характеристики. Методические указания к расчетно-графической работе . Новосибирск 2009.

2. Универсальные характеристики гидротурбин.