5 Расчёт и построение рабочих характеристик гидротурбины с учётом ограничения по генератору
5.1 Определение значений кпд, приведенного расхода и коэффициента кавитации
В графы 2 и 3 таблиц 28 записываем значения КПД модели и приведенного расхода, определенные по УХ (приложение 7) в точках пересечения линии nI' =Constс изолиниями КПД.
В графы 4, 5 и 6 таблиц 28 записываем значения коэффициента кавитации σ, КПД модели и приведенного расхода, определенные по УХ (приложение 2) в точках пересечения линийnI' =Constс изолиниямиσ. При этом значения КПД модели определены путем линейной интерполяции.
5.2 Определение значений кпд, расхода и мощности натурной турбины
В графы 7, 8 и 9 таблиц 28 записаны значения КПД, расхода и мощности натурной турбины, вычисленные по формулам:
Q=D12∙(m∙H)0.5∙QI' =kQ∙QI' (5.1)
kQ=D12∙(m∙H)0.5 (5.2)
N= 9.81∙D12∙ (m∙H)1.5∙QI' ∙hм =kN∙QI' ∙hм(5.3)
kN= 9.81∙D12∙ (m∙H)1.5(5.4)
Здесь Δh- поправка на масштабный эффект, вычисленная для оптимального режима, и условно принимаемая постоянной для всей рабочей зоны турбины;m– вычисленное выше отношение КПД натуры и модели. ЗначенияQI'иhмберутся из граф 2 и 3 таблиц 28.
По формулам (5.2) и (5.4):
Для
:
Учитывая ограничение по генератору, от N по аппроксимированной кпд генератора берется кпд(N)-графа 12, далее берется произведениеNи кпд(N) и заносится в графу 13
5.3 Определение значений допустимой высоты отсасывания
В графах 10 и 11 таблиц 28 записаны значения допустимой высоты отсасывания, вычисленные аналогично пункту 4.3 для рассчитываемого значения напора, и соответствующие им значения мощности натурной турбины:
Nσ=kN∙QI',σ∙hм,σ (5.5)
где: kN– определен выше, а значенияQI' σиhм,σберутся из граф 5 и 6 таблиц 28.
Учитывая ограничение по генератору, от Nσ по аппроксимированной кпд генератора берется кпд(Nσ)-графа 14, далее берется произведениеNσи кпд(Nσ) и заносится в графу 15
Для всех рассматриваемых напоров составлены сводные таблицы 28.
Таблица 28-1- Рабочие характеристики гидротурбины
n'1
max, об/мин
Н
min, м
kQ
kN
143.13
30.50
315.80
97649
№ Модель Натура
ηм Q'I,
м^3/с σ ηмσ Q'Iσ,
м^3/с ηн Q,
м^3/с N,
кВт Hдоп
s, м Nσ,
кВт η
ген(N) N
ген, кВт η
ген(Nσ) Nσ,
кВт 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 0.86 0.76 0.2 0.872 0.88 0.891 240 63823 3.52 74932 95.81 61147 96.33 72180 2 0.87 0.86 0.25 0.877 0.9455 0.901 272 73061 1.85 80971 96.25 70319 96.57 78191 3 0.88 1.01 0.3 0.882 1.05 0.911 319 86790 0.17 90432 96.77 83988 96.89 87618 4 0.885 1.32 0.35 0.885 1.13 0.916 417 114073 -1.51 97654 97.44 111154 97.09 94813 5 0.88 1.46 0.4 0.886 1.21 0.911 461 125459 -3.19 104685 97.61 122458 97.26 101815 6 0.87 1.56 0.45 0.887 1.28 0.901 493 132529 -4.86 110866 97.69 129463 97.38 107966 7 0.86 1.65 0.5 0.8825 1.37 0.891 521 138563 -6.54 118060 97.74 135436 97.51 115115 8 0.85 1.74 0.55 0.881 1.45 0.881 549 144422 -8.22 124741 97.79 141229 97.60 121746 9 0.84 1.8 0.6 0.875 1.51 0.871 568 147645 -9.90 129018 97.81 144413 97.65 125986 10 0.83 1.86 0.861 587 150750 97.83 147481 11 0.82 1.91 0.851 603 152937 97.84 149641
Таблица 28-2- Рабочие характеристики гидротурбины
|
|
|
|
n'1 р, об/мин |
|
|
Н р, м |
|
kQ |
|
kN |
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
121.97 |
|
|
42.00 |
|
370.59 |
|
157794 |
|
|
|
| |||||
|
№ |
Модель |
Натура |
|
|
|
| |||||||||||||
|
ηм |
Q'I, м^3/с |
σ |
ηмσ |
Q'Iσ, м^3/с |
ηн |
Q, м^3/с |
N, кВт |
Hдоп s, м |
Nσ, кВт |
η ген(N) |
N ген, кВт |
η ген(Nσ) |
Nσ, кВт | ||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 | |||||
|
1 |
0.89 |
0.67 |
0.2 |
0.904 |
0.885 |
0.921 |
248 |
94093 |
0.99 |
126242 |
96.99 |
91265 |
97.62 |
123234 | |||||
|
2 |
0.9 |
0.81 |
0.25 |
0.909 |
0.975 |
0.931 |
300 |
115032 |
-1.32 |
139849 |
97.46 |
112107 |
97.75 |
136707 | |||||
|
3 |
0.91 |
1 |
0.3 |
0.911 |
1.07 |
0.941 |
371 |
143593 |
-3.63 |
153813 |
97.78 |
140409 |
97.85 |
150505 | |||||
|
4 |
0.911 |
1.12 |
0.35 |
0.911 |
1.15 |
0.942 |
415 |
161000 |
-5.94 |
165313 |
97.89 |
157603 |
97.91 |
161862 | |||||
|
5 |
0.91 |
1.185 |
0.4 |
0.908 |
1.225 |
0.941 |
439 |
170157 |
-8.25 |
175514 |
97.94 |
166649 |
97.97 |
171948 | |||||
|
6 |
0.9 |
1.37 |
0.45 |
0.904 |
1.3 |
0.931 |
508 |
194560 |
-10.56 |
185440 |
98.11 |
190873 |
98.03 |
181789 | |||||
|
7 |
0.89 |
1.49 |
0.5 |
0.9 |
1.37 |
0.921 |
552 |
209251 |
-12.87 |
194560 |
98.27 |
194000 |
98.11 |
190873 | |||||
|
8 |
0.88 |
1.6 |
0.55 |
0.894 |
1.44 |
0.911 |
593 |
222174 |
-15.18 |
203138 |
|
|
98.19 |
194000 | |||||
|
9 |
|
|
0.6 |
0.888 |
1.505 |
|
|
|
-17.49 |
210882 |
|
|
|
| |||||
Таблица 28-3- Рабочие характеристики гидротурбины.
|
|
|
|
n'1 min, об/мин |
|
|
Н max, м |
|
kQ |
|
kN |
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
106.59 |
|
|
55.00 |
|
424.08 |
|
236462 |
|
|
|
| |||||
|
№ |
Модель |
Натура |
|
|
|
| |||||||||||||
|
ηм |
Q'I, м^3/с |
σ |
ηмσ |
Q'Iσ, м^3/с |
ηн |
Q, м^3/с |
N, кВт |
Hдоп s, м |
Nσ, кВт |
η ген(N) |
N ген, кВт |
η ген(Nσ) |
Nσ, кВт | ||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 | |||||
|
1 |
0.89 |
0.65 |
0.15 |
0.898 |
0.74 |
0.921 |
276 |
136793 |
1.16 |
157133 |
97.87 |
133877 |
97.87 |
153784 | |||||
|
2 |
0.9 |
0.77 |
0.2 |
0.905 |
0.88 |
0.931 |
327 |
163868 |
-1.87 |
188318 |
97.90 |
160435 |
98.05 |
184651 | |||||
|
3 |
0.91 |
0.97 |
0.25 |
0.9105 |
0.99 |
0.941 |
411 |
208725 |
-4.89 |
213145 |
98.27 |
194000 |
98.33 |
194000 | |||||
|
4 |
0.9108 |
1.06 |
0.3 |
0.9107 |
1.095 |
0.941 |
450 |
228291 |
-7.92 |
235803 |
|
|
|
| |||||
|
5 |
0.91 |
1.16 |
0.35 |
0.909 |
1.18 |
0.941 |
492 |
249609 |
-10.94 |
253633 |
|
|
|
| |||||
|
6 |
0.9 |
1.33 |
0.4 |
0.904 |
1.26 |
0.931 |
564 |
283045 |
-13.97 |
269339 |
|
|
|
| |||||
|
7 |
0.89 |
1.45 |
0.45 |
0.9 |
1.33 |
0.921 |
615 |
305154 |
-16.99 |
283045 |
|
|
|
| |||||
|
8 |
|
|
0.5 |
0.895 |
1.4 |
|
|
|
-20.02 |
296286 |
|
|
|
| |||||