3. Приняв величину приведенных оборотов в расчетной точке универсальной характеристики, вычисляют частоту вращения турбины

Если величина средневзвешенного напора Н_{СР. ВЗВ} не задана, то под­ставляют расчетный напор Н_Р. Приведенное число оборотов натур­ной турбины в расчетной точке равно:

n^′_{I T} = n^′_{I M} + Δ n^′_I

Поправку Δ n^′_I определяют для оптимального режима и принимают постоянной для всех точек универсальной характеристики:

Если поправка Δ n^′_I меньше 3% от величины n^′_{I ОПТ}, ею прене­брегают. Найденное значение n об/мин, округляют до ближайшего большего синхронного (табл. 5.4). Синхронная частота вращения гидроагрегата, обеспечивающая требуемую частоту тока f = p∙n / 60 = 50 герц при соответствующем числе пар полюсов р генератора, равна n = 3000/p, об/мин.

Таблица 5.4. Синхронная частота вращения гидроагрегатов (f = 50 гц).

Прим. В скобках указано число полюсов, нежелательное по технологии.

Для оценки правильности выбора величин диаметра и частоты вращения гидротурбины на поле универсальной характеристики модели наносят точки, определяемые значениями приведенных величин:

и

и Q^′_I соответствующих максимальной и минимальной мощностям тур­бины N при максимальном H_MAX и ми­нимальном H_MIN напорах (рис. 5.2). Если центральная зона уни­версальной характеристики будет охвачена достаточно полно, то выбор диаметра и частоты вращения сделан правильно. В противном случае необхо­димо задаться другим диа­метром или принять другую частоту вращения. Оконча­тельное суждение о правиль­ности выбора параметров гид­ротурбины можно сделать лишь после построения эксплуатационной характеристики и под­счета ее среднеэксплуатационного КПД. Вариант гидротурбинного оборудования, обеспечивающий максимальную величину среднеэкс­плуатационного КПД, считается оптимальным.

Рисунок 5.2. Выбор диаметра и частоты вращения гидротурбины на заданные условия

4. Для принятой расчетной точки на универсальной характеристике модели находят значение σ_М, при помощи которого вычисляют высоту отсасывания турбины на данном режиме

Поправка Δσ = σ_Т - σ_М учитывает рост кавитационного коэффициента турбины при увеличении ее диаметра, а также некоторое отличие проточной части натурной турбины от модели.

Наибольшее значение высоты отсасывания получают, как правило, при расчетном напоре, когда расход и скорости потока в про­точной части наибольшие.

5. Разгонная частота вращения агрегата зависит от гидравли­ческих характеристик рабочего колеса и максимального напора турбины. Приведенные разгонные обороты модели n^′_{I Р} определяют при помощи специальных испытаний, по которым вычисляют раз­гонную частоту вращения натурной турбины:

6. Осевое усилие, воспринимаемое подпятником гидроагрегата, определяется по формуле

где К_ОС — коэффициент гидравлического осевого усилия; G_РК — вес рабочего колеса; G_ВА — вес вала агрегата; G_РГ. — вес ротора гидроагрегата; 1,1 —коэффициент, учитывающий вес прочих вра­щающихся частей турбины и генератора.

Значения разгонной скорости и коэффициентов осевого усилия номенклатурных рабочих колес определены экспериментально и при­ведены в табл. 5.1. В процессе проектирования значения n_Р и Р_ОС ис­пользуют как для расчетов на прочность самой гидротурбины, так и для проектирования гидрогенератора и подпятника.

3