Спиральная камера гидротурбины
Основные положения
В реактивных гидротурбинах для подвода воды к направляющему аппарату используют турбинные камеры различной конструкции.
Для средних и крупных вертикальных гидротурбин в настоящее время применяют только спиральные турбинные камеры.
По сравнению с другими типа турбинных камер они имеют минимальные габариты, обеспечивают осесимметричный подвод потока и необходимую его закрутку, а также позволяют разместить значительную часть гидротурбинного оборудования в защищенном от воды помещении.
Проектирование спиральных камер проводят с учетом следующих требований:
Обеспечение равномерного распределения расхода по окружности направляющего аппарата;
направление потока перед лопатками направляющего аппарата должно быть таким, чтобы на основных режимах работы турбины они обтекались с небольшими углами атаки;
размеры и конфигурация радиальных сечений спиральной камеры должны быть такими, чтобы скорости воды в ней не превосходили некоторых предельных значений, определяемых уровнем допустимых потерь, а также удовлетворяли требованиям общей компоновки здания ГЭС;
обеспечение условий прочности и исключение протечек воды в другие части здания ГЭС.
При напорах H больше 40 м спиральные камеры выполняются металлическими с круглым сечением
Спиральная
камера состоит из подводящего канала
и спирального канала, характеризуемого
углом охвата 
.
Ниже представлены основные параметры
спиральной камеры для турбины РО45.
Таблица 3.1
Основные параметры спиральной камеры для гидротурбины ПЛ 70
Параметр |
РО 115 |
, град |
345 |
|
0,35 |
|
4,2 |
.Гидромеханический расчет металлической спиральной камеры
Выбираем угол охвата и высоту направляющего аппарата
,
задаем размеры входных и выходных
кромок статора.
Определяем расход через турбину
Где
значение
турбины определяется по универсальной
характеристике турбины в рабочей точке.
Находим расход через входное сечение
Определяем среднее значение скорости
во входном сечении спирального канала
и вычисляем площадь входного сечения.
Определяем радиус входного сечения спиральной камеры
Вычисляем интеграл
=
=
3,65 м.
:
/Iвх=2π∙345/3,65=593,89
м-1.
Задаем углы φi в пределах от 0 до φ0 с интервалом 15° и находим соответствующие радиусы круглых расчетных сечений ρi и наружные радиусы Ri радиальных сечений по формулам:
ρi=φi/A+
Ri=2 ρi+rb
Расчеты значений ρi и Ri сводим в таблицу и строим зависимость ϕi=ϕ (Ri).
Таблица
3.1. Результаты расчета
камеры.
номер сечения |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
ϕ |
0 |
15 |
30 |
45 |
60 |
75 |
90 |
105 |
120 |
135 |
R |
2,175 |
2,888 |
3,214 |
3,475 |
3,703 |
3,910 |
4,102 |
4,283 |
4,454 |
4,618 |
p |
0 |
0,357 |
0,519 |
0,650 |
0,764 |
0,867 |
0,963 |
1,054 |
1,140 |
1,222 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
150 |
165 |
180 |
195 |
210 |
225 |
240 |
255 |
270 |
285 |
4,777 |
4,929 |
5,078 |
5,222 |
5,363 |
5,500 |
5,635 |
5,767 |
5,897 |
6,024 |
1,301 |
1,377 |
1,451 |
1,523 |
1,594 |
1,663 |
1,730 |
1,796 |
1,861 |
1,925 |
21 |
22 |
23 |
24 |
300 |
315 |
330 |
345 |
6,150 |
6,274 |
6,396 |
6,516 |
1,987 |
2,049 |
2,110 |
2,171 |
Рис. 3.1. Зависимость
Вычисляем значения постоянной K и угла спирали δ:
(4.12)
(4.13)
