Гидромеханический расчёт спиральной камеры.

Графоаналитический расчет - 1 методу

Принимаем металлическую спиральную камеру с углом охвата в плане =345°. При расчетном напоре = 11 м скоростной коэффициент

При этом средняя скорость во входном сечении спирального канала

Расход воды через турбину при номинальной мощности N = 490кВт

;

Расход во входном сечении спиральной камеры

;

Расчеты по определению радиусов меридиональных сечений и радиусов наиболее удаленных от оси точек этих сечений при различных углах ведутся на основе формулы .

Результаты этих расчетов представлены в табл. 3.

На рис. 1 представлен теоретический чертеж камеры, построенный на основе выполненных выше расчетов.

Следует заметить, что ближайшие к зубу радиальные сечения (16—22) имеют эллиптическую форму. Размеры эллипсов определяются расчетом, принимая . К расчету металлической спиральной камеры по 1 методу Таблица 3

Металлические спиральные камеры изготовляются сварными из листо­вой стали или стальными литыми. Для удобства изготовления и возможности транспортировки крупные камеры выполняют из отдельных звеньев, образуе­мых радиальными сечениями. Звенья спирали соединяются со статором при помощи сварки.

Р ис. 1 Теоретический чертеж металлической спиральной камеры поворотно-лопастной турбины ПЛ20/811 по 1 методу.

Аналитический расчёт - метод 2.

Расчёт металлической спиральной камеры по закону постоянства средней скорости (V_СР = Const) ведётся в следующей последовательности:

а) задаются углом β_i⁰;

б) по заданному значению β_i⁰ определяем расход, соответствующий этом сечению по формуле:

;

в) по полученному значению Q_i находим площадь поперечного сечения F_i из формулы:

г) по найденной площади определяется радиус спирали ρ_i по зависимости:

F_i = π·ρ_i²

д) внешний радиус спирали определяется по формуле;

Расчёты по 2 методу приведены в таблице 4:

По полученным значениям R_i расcчитаным по 2 методу строится плановое очертание спирали.

Графический расчет – метод 3.

Расчёт спиральной камеры по закону постоянства площадей (V_ur = Const) начинается с решения уравнений:

для металлической камеры:

или

Решение этих уравнений выполнено и составлены номограммы для расчёта спиральных камер.

Номограммы составлены для углов охвата металлических камер – 345⁰.

а) Определяем приведённый расход по формуле

б) На левой половине номограммы по оси абсцисс откладываем значение расчётного напора

Н_рас=11,1 м

в) Восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с кривой найденного приведённого расхода.

г) От точки пересечения проводим горизонталь до пересечения с кривой, соответствующей принятому углу охвата β⁰ = 345⁰.

д) От точки пересечения опускаем вертикаль вниз.

е) Из точек пересечения вертикали с кривыми узлов охвата проводим горизонтали до пересечения с осью ординат ”А”:

ж) Площадь сечения определяется по формуле:

F = A·D₁²

где D₁ – диаметр рабочего колеса турбины.

з) Так как угол охвата (β⁰´) спирали не отличается от 345⁰ – для металлической, значения ”А” будут исстиными.

Расчёты по 3 методу приведены в таблице 5.

таблица 5

Построение по 3 методу представлено на рисунке.

Отсасывающая труба.

Принимаем изогнутую отсасывающую трубу с коленом типа 4Н, так как она рекомендуется для рабочего колеса типа Л20/811.С такой трубой были выполнены модельные испытания.В соответствии с эскизом

проточной части испытанной модели (рис. 115[1]) рассматриваемая отсасывающая труба для турбины с D₁=1.2 м будет иметь следующие основные размеры. Основные размеры отсасывающей трубы типа 4Н для турбины с D₁=1.2м

h=3.12 м B₅=4.9м

L=6 м L₁=5.4 м

F₅=19.28 м² F₃ =5.4 м²

Удельная кинетическая энергия, вычисленная по средним скоростям, при расчетном расходе через турбину Q₀ =5 м³/сек, составляет:

во входном сечении

;

в выходном сечении

%