Минобрнауки России

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»

Инженерно-строительный институт

Кафедра «Водохозяйственное и гидротехническое строительство»

КУРСОВАЯ РАБОТА

“Оборудование установок ВЭ”

Выполнил

студент гр.43101/14 Магомедов Ш.М.

Руководитель Дюльдин М.В.

«__» _________ 2014 г.

Санкт-Петербург

2014г

Содержание

1 Выбор основных параметров гидротурбины. 4

1.1 Исходные данные 4

1.2 Выбор системы турбины и типа рабочего колеса 4

1.3 Определение диаметра рабочего колеса 4

1.4 Определение частоты вращения турбины 5

1.5 Построение зоны работы турбины на универсальной характеристике 6

1.6 Разгонная частота вращения 7

1.7 Осевое усилие 7

1.8 Определение критической высоты отсасывания 8

2 Эксплуатационная характеристика гидротурбины 9

2.1 Построение линий равных значений КПД турбины. 9

2.2 Построение линий равных высот отсасывания 13

2.3 Построение линий постоянных открытий направляющего аппарата и углов установки лопастей 16

2.4 Построение линии ограничения мощности турбины 19

3 Спиральная камера гидротурбины 19

3.1 Основные положения 19

3.2 Гидромеханический расчет металлической спиральной камеры 20

4 Статор гидротурбины 23

5 Направляющий аппарат 23

5.1 Выбор формы сечения лопатки 24

5.2 Построение кинематической схемы 25

6 Рабочее колесо гидротурбины 26

7 Отсасывающая труба гидротурбины 27

Приложения 30

1. Выбор основных параметров гидротурбины.

   1. Исходные данные

Максимальный напор Hmax = 43м.

Минимальный напор Hmin = 35м.

Расчетный напор Hp = 40,7м.

Номинальная мощность турбины одного агрегата N = 33 500 кВт

Отметка рабочего колеса Δр.к. = 100м.

2. Выбор системы турбины и типа рабочего колеса

Выбор системы турбины и типа рабочего колеса производится по заданному максимальному напору Hmax = 43 м. По табл. 1.1 [1] принимаем радиально-осевую турбину с типом рабочего колеса РО45. Универсальная характеристика турбины РО45/820-46 приведена в приложении 1.

3. Определение диаметра рабочего колеса

Диаметр рабочего колеса определяем по формуле 1.1

= =3,18м, (1.1)

где η – КПД натурной турбины, соответствующий режиму ее работы в расчетной точке 1.

η = η_м +Δη = 0,875+0,03=0,905 (1.2)

Q’_I –приведенный расход в расчетной точке (точка К на универсальной характеристике):

Q’_I = Q_I’опт =1,44м³/с. (1.3)

Принимаем стандартный диаметр рабочего колеса 3,15 м.

4. Определение частоты вращения турбины

Частота вращения турбины определяется по формуле 1.4

= =172,35 об/мин, (1.4)

где – оптимальная приведенная частота вращения турбины, определяется по формуле:

= =85,1 об/мин, (1.5)

где – максимальное значение КПД натурной турбины, определяется по формуле:

=

, (1.6)

где Re_m и Re_т – число Рейнольдса модели и турбины, причем

= =0,144. (1.7)

По таблице 1.6 [1] принимаем стандартное значение частоты вращения рабочего колеса n=166,7 об/мин.

Округляем в меньшую сторону, так как если округлим в большую, оптимум не войдет в зону работы турбины на универсальной характеристике.

Для дальнейших расчетов необходимо посчитать величину поправки по КПД и приведенной частоте вращения, учитывающих увеличение КПД и приведенных оборотов натурной турбины по сравнению с моделью за счет масштабного эффекта.

Δη=η_max- η_{M max} = 0,98 – 0, 921 = 0,059 (1.8)

Δn_I’ = =85,1- 82,5=2,6 (1.9)