Эксплуатационная характеристика гидротурбины
Построение линий равных значений кпд турбины.
Порядок построения:
Разбить диапазон напоров от Нmin = 35м до Hmax = 43м на 4 приблизительно равные части (Н1=35 м, Н2 =38м, Н3=Нр =40,7 м, Н4=43 м).
Проводим на универсальной характеристике горизонтальные линии nIm’ = const. Для каждого напора в табличной форме производится расчет рабочих характеристик турбины. Для этого определяем приведенный расход QI’ в точках пересечения горизонтальных линий с линиями постоянных значений КПД модели ηм = const.
Определяем коэффициент полезного действия турбины по формуле
,
(2.1)
где поправка 
,
определенная ранее для оптимального
режима, принимается постоянной для всех
режимов работы гидротурбины.
Вычисляем мощность турбины по формуле
(2.2)
Значения КПД и мощности N турбины указаны в 3 и 4 столбцах табл. 2.2
Таблица 2.2
H=35м, n1м = 86,16 об/мин, к=20155,4, Δŋ=0,059 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
ŋм |
Q |
ŋ |
N |
0,7 |
0,62 |
0,759 |
9,485 |
0,72 |
0,642 |
0,779 |
10,080 |
0,74 |
0,681 |
0,799 |
10,967 |
0,76 |
0,72 |
0,819 |
11,885 |
0,78 |
0,75 |
0,839 |
12,683 |
0,8 |
0,8 |
0,859 |
13,851 |
0,82 |
0,843 |
0,879 |
14,935 |
0,84 |
0,93 |
0,899 |
16,851 |
0,86 |
1,015 |
0,919 |
18,801 |
0,88 |
1,095 |
0,939 |
20,724 |
0,9 |
1,155 |
0,959 |
22,325 |
0,91 |
1,2 |
0,969 |
23,437 |
0,91 |
1,32 |
0,969 |
25,780 |
0,9 |
1,37 |
0,959 |
26,481 |
0,88 |
1,44 |
0,939 |
27,253 |
H=38, nм=82,58, к= 22801,6 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
ŋм |
Q |
ŋ |
N |
0,7 |
0,57 |
0,759 |
9,865 |
0,72 |
0,6 |
0,779 |
10,657 |
0,74 |
0,64 |
0,799 |
11,660 |
0,76 |
0,68 |
0,819 |
12,699 |
0,78 |
0,71 |
0,839 |
13,583 |
0,8 |
0,765 |
0,859 |
14,984 |
0,82 |
0,82 |
0,879 |
16,435 |
0,84 |
0,88 |
0,899 |
18,039 |
0,86 |
0,96 |
0,919 |
20,116 |
0,88 |
1,04 |
0,939 |
22,267 |
0,9 |
1,1 |
0,959 |
24,053 |
0,91 |
1,14 |
0,969 |
25,188 |
0,92 |
1,18 |
0,979 |
26,341 |
0,921 |
1,2 |
0,98 |
26,815 |
0,92 |
1,24 |
0,979 |
27,680 |
0,91 |
1,29 |
0,969 |
28,502 |
0,9 |
1,34 |
0,959 |
29,301 |
0,88 |
1,42 |
0,939 |
30,403 |
H=40,7, nм = 79,71, k=25114,2 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
ŋм |
Q |
ŋ |
N |
0,7 |
0,54 |
0,759 |
10,293 |
0,72 |
0,57 |
0,779 |
11,151 |
0,74 |
0,61 |
0,799 |
12,240 |
0,76 |
0,655 |
0,819 |
13,472 |
0,78 |
0,685 |
0,839 |
14,434 |
0,8 |
0,74 |
0,859 |
15,964 |
0,82 |
0,8 |
0,879 |
17,660 |
0,84 |
0,86 |
0,899 |
19,417 |
0,86 |
0,925 |
0,919 |
21,349 |
0,88 |
1,005 |
0,939 |
23,700 |
0,9 |
1,065 |
0,959 |
25,650 |
0,91 |
1,1 |
0,969 |
26,769 |
0,92 |
1,125 |
0,979 |
27,660 |
0,92 |
1,2 |
0,979 |
29,504 |
0,91 |
1,26 |
0,969 |
30,663 |
0,9 |
1,32 |
0,959 |
31,792 |
0,88 |
1,408 |
0,939 |
33,204 |
H=43, nм=77,48. k= 27446,9 |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
ŋм |
Q |
ŋ |
N |
0,72 |
0,54 |
0,779 |
11,546 |
0,74 |
0,58 |
0,799 |
12,719 |
0,76 |
0,63 |
0,819 |
14,162 |
0,78 |
0,67 |
0,839 |
15,429 |
0,8 |
0,72 |
0,859 |
16,975 |
0,82 |
0,78 |
0,879 |
18,818 |
0,84 |
0,84 |
0,899 |
20,727 |
0,86 |
0,9 |
0,919 |
22,701 |
0,88 |
0,98 |
0,939 |
25,257 |
0,9 |
1,045 |
0,959 |
27,506 |
0,91 |
1,085 |
0,969 |
28,857 |
0,91 |
1,23 |
0,969 |
32,713 |
0,9 |
1,3 |
0,959 |
34,218 |
Строим для всех напоров зависимость максимальных значений КПД
для уточнения на эксплуатационной
характеристике крайних точек кривой
.
Точки пересечения этой линии с
горизонтальной линией
определяют крайние по напору точки
кривой 
на
эксплуатационной характеристике
турбины.Строим для всех напоров рабочие характеристики
Пересекаем рабочие характеристики горизонтальной линией и получаем точки равных значений КПД турбины при известных значениях напоров H и мощности N. Указанные точки переносятся в плоскость (N, H), соединяются плавной кривой и получается линия на эксплуатационной характеристике. Аналогично строятся другие линии с интервалом от 1 до 3 % в зависимости от удаленности линии от оптимума. Полученный результат представлен на рис. 2.1 и рис. 2.2.
Рисунок 2.1 – Зависимость максимального КПД от напора
Рисунок 2.2 – Зависимость КПД от мощности