3.3.3Определение зоны работы гидротурбины
Определим зону работы ограничения по приведённой частоте вращения двумя горизонтальными линиями вращения:
По значениям и на универсальной характеристике гидротурбины нанесем горизонтальные линии и проведем визуальную оценку расположения зоны работы
,
Приведенный расход при максимальном напоре равен:
Определив диаметр рабочего колеса и частоту вращения проектируемой гидротурбины, убедимся в правильности выбранных значений. Для этого нанесем зону работы на универсальную характеристику.
Рис. 1. Универсальная характеристика гидротурбины РО 75
3.3.4Высота отсасывания гидротурбины
Для определения высоты отсасывания воспользуемся следующей формулой:
,
где =1,1 – коэффициент запаса
- кавитационный коэффициент турбины с универсальной характеристики
- напор турбины
- отметка воды в нижнем бьефе.
Все вычисления сводим в таблицу 2.
таблица №2
ΔУВБ |
ΔУНБ |
Н, м |
|
|
Нs, м |
174 |
123,4 |
50,6 |
0,11 |
1,1 |
3,74 |
171,3 |
125,1 |
46,2 |
0,12 |
1,1 |
3,76 |
170 |
125,1 |
44,9 |
0,12 |
1,1 |
3,93 |
Выбираем минимальную высоту отсасывания
Отметка рабочего колеса
Отметка установки рабочего колеса – 127,1м.
Из рассмотренных гидротурбин выбираем ту для которой требуется большая высота отсасывания – РО75. Так же выбор этой турбины обусловлен ее экологичностью, простотой и надежностью, меньшей металлоемкостью.
4Расчет спиральной камеры
При небольших напорах (H<40м) спиральная камера выполняется непосредственно в железобетоне. При высоких напорах (H>40м), когда железобетонные конструкции не в состоянии воспринимать усилие от воздействия давления воды на стенки, спиральные камеры выполняются металлическими. Таким образом для ПЛ гидротурбин применяют как бетонные, так и металлические спиральные камеры. Т.к. у нас H>40м, то выбираем железобетонную спиральную камеру с металлической облицовкой.. Выбираем угол охвата и соотношения размеров спиральных камер.
;
;
;
;
5Расчет параметров рабочего колеса
Рабочее колесо радиально-осевого типа диаметром D1=2360мм. По таблице 6.1 [1]определяем основные размеры РК типа РО 75.
D1=2360мм,
D2=2600мм,
D3=1880мм,
D4=940мм,
b0=700мм,
b=350мм,
d=470мм,
D0=2800мм.
Так как
<4020мм,
то целесообразно наружное расположение
регулирующего кольца.
В приложении 3 представлена габаритная схема спиральной камеры и рабочего колеса с расчетными параметрами.
6Выбор отсасывающей трубы
Отсасывающая труба является элементом проточной части гидротурбины, предназначена для отвода воды от рабочего колеса и восстановления кинетической энергии потока. При отсутствии отсасывающей трубы энергия потока теряется и КПД турбины уменьшается. При установке отсасывающей трубы кинетическая энергия потока после рабочего колеса преобразуется в энергию давления. В результате под рабочим колесом создается дополнительное разрежение. Отсасывающая труба оказывает существенное влияние на эксплуатационные качества турбины, поэтому большое значение имеет правильный выбр ее размеров и формы.
Габаритные размеры отсасывающей трубы должны выбираться на основе технико-экономических расчётов.
- высота отсасывающей трубы, отсчитываемая
от плоскости нижнего кольца направляющего
аппарата до дна колена
Исходя из опыта эксплуатации гидротурбин, для ПЛ турбин принимается:
Угол расширения входного диффузора колена
Выбор типа колена и определение его
размеров проводится по таблице 7.1[1]. Для
РО гидротурбин при
принимается колено типа КУ-1РО.
По полученным данным строим габаритную схему отсасывающей трубы (приложении №4).