水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪設(shè)計_周文桐
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- 水斗式水輪機轉(zhuǎn)輪設(shè)計_周文桐前言
沖擊式水輪機的基本原理不同于反擊式水輪機， 它所遵循的基本規(guī)律有別于反擊式水輪機，它的設(shè)計 方法及規(guī)范也與反擊式水輪機不同。但是對沖擊式水 輪機的研究從一開始，便"掛靠"在反擊式水輪機之 下，將反擊式水輪機的一些理論及概念引入到了沖擊 式水輪機之中。沖擊式水輪機的設(shè)計及科研罩上了反 擊式水輪機的陰影。
沖擊式水輪機原理模型基本方程（1),給出了沖 擊式水輪機基本原理模型最優(yōu)效率同其運行參數(shù)、幾 何參數(shù)以及噴嘴性能之間的定量關(guān)系；并明確指出沖 擊式水輪機原理模型最優(yōu)效率由兩個幾乎毫無關(guān)系的 獨立成分構(gòu)成，其一是噴嘴效率，其二是轉(zhuǎn)輪效率。 所以，沖擊式水輪機的設(shè)計，就是分別設(shè)計高效噴嘴 及高效轉(zhuǎn)輪。這與反擊式水輪機差別巨大。
n = 2屮1 妒」1 + 屮1 - 2^cos ax (cos j3x -Z.cos 爲(wèi))
⑴
水斗式水輪機就是射流入射角“丨=0的斜擊式水 輪機。若設(shè)定噴嘴效率f=0.97、％ =0.5、Z =0.99、 &=175,則水斗式水輪機基本原理模型的最高效率為 0.9633、轉(zhuǎn)輪效率為0.9933。而當(dāng)今水斗式水輪機的最 高效率為0.91,所以，轉(zhuǎn)輪效率約為0.9381。即實際 水輪機轉(zhuǎn)輪損失能量約為5.52 %。
公式（1)為原理模型基本方程，其中僅粗略計入 了水斗表面摩擦損失及出口損失；實際的沖擊式水輪 機或轉(zhuǎn)輪卻面臨多種重大能量損失。然而，正是這些 能量損失才是決定轉(zhuǎn)輪性能的關(guān)鍵。其中有：射流在 水斗內(nèi)干擾損失、出口動能損失、射流顯形容積損失、 射流隱形容積損失、機械方面的諸多損失，還有那必 須給予充分關(guān)注的轉(zhuǎn)輪排水的破壞作用等。
水斗式水輪機由沖擊式水輪機基本原理模型中唯 —的最佳者（a, = 0, W = 0.5 )演變而來。水斗式水 輪機之間最大的差異就是直徑比DH它是水斗式水 輪機的標(biāo)志性參數(shù)。將直徑比DM由無窮大降為某一 實際值，便得到一個又一個真實的水斗式水輪機。由 于直徑比的降低，水輪機的效率^和轉(zhuǎn)輪及其水斗也 因之而有所改變。
所謂設(shè)計，就是針對給定使用參數(shù)，為水輪機及 其轉(zhuǎn)輪的各個幾何元素"定量”，進而保證能量損失最 小和效率最高。
本文以下述6噴嘴水斗式水輪機為例，簡要論述 水輪機及其轉(zhuǎn)輪的設(shè)計，設(shè)計參數(shù)如下：
H=950 m (水機設(shè)計水頭）...
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