第七牽引水部件的水力设计 第二节蜗壳中的水流运动 理解:将涡壳中的流动视为中心处的涡、汇共同 诱导的平面流动。令涡的强度为,而在垂直于 流动平面方向单位长度上的流量为-Q。 半径 于是在极坐标(r9) 等角螺线的切线方向 中,流线方程为: y Be 涡壳内的流线为等角螺线 HS 华中科技大学能源与动力工程学院水机教研蜜
第二节 蜗壳中的水流运动 HSJ 理解：将涡壳中的流动视为中心处的涡、汇共同 诱导的平面流动。令涡的强度为Γ ，而在垂直于 流动平面方向单位长度上的流量为-Q。 于是在极坐标（r, ） 中，流线方程为： − = Q r Be
第七牽引水部件的水力设计 根据流函数可得到: go const 结论:当「为常数,即指定蜗壳 形成的环量,则有 2n const HS 华中科技大学能源与动力工程学院水机教研蜜
根据流函数ψ可得到： HSJ r Q V r Vu r 2 2 = − = const Q V V t g u r = = = − 结论： 当Γ 为常数，即指定蜗壳 形成的环量，则有： V r const u = = 2
第七牽引水部件的水力设计 蜗壳设计的另外一种方法 假定水流速度按v=cons律分布。 优点:对计算蜗壳的尾部有利。 >计算方法简单。 缺点:6≠coηst,使导水机构进口环量不均匀 引起机组径向力不平衡而降低机组的 稳定性(对于大型机组不宜采用)。 HS 华中科技大学能源与动力工程学院水机教研蜜
蜗壳设计的另外一种方法： HSJ 假定水流速度按Vu=const规律分布。 优点： 缺点： ➢ 对计算蜗壳的尾部有利。 ➢ 计算方法简单。 δ≠const，使导水机构进口环量不均匀 引起机组径向力不平衡而降低机组的 稳定性（对于大型机组不宜采用）
第七牽引水部件的水力设计 第三节蜗壳型式及主要参数的选择 设计蜗壳应满足的要求 保证水流在进入导水机构前形成一定的环量(即形 成V),其内的平均流速和局部流速不超过水流损失 所容许的范围,同时保证蜗壳断面的尺寸不要过大。 保证水流能轴对称地进入导水机构,流量沿导水机 构圆周均匀分配。在主要工况下,水流皆以不大的冲 角绕流导叶。 涡壳的尺寸、断面形状及其外形结构等,应满足水 电站厂房布置和水轮机结构(如导水机构接力器和空放 阀的布置)的要求。 >具有足够的强度 HS 华中科技大学能源与动力工程学院水机教研蜜
HSJ 第三节 蜗壳型式及主要参数的选择 设计蜗壳应满足的要求： ➢ 保证水流在进入导水机构前形成一定的环量（即形 成Vu ），其内的平均流速和局部流速不超过水流损失 所容许的范围，同时保证蜗壳断面的尺寸不要过大。 ➢ 保证水流能轴对称地进入导水机构，流量沿导水机 构圆周均匀分配。在主要工况下，水流皆以不大的冲 角绕流导叶。 ➢ 涡壳的尺寸、断面形状及其外形结构等，应满足水 电站厂房布置和水轮机结构 (如导水机构接力器和空放 阀的布置)的要求 。 ➢具有足够的强度
第七牽引水部件的水力设计 、涡壳的型式及其选择 原则: H<40m时采用混凝土蜗壳。 水头H>40m时采用金属蜗壳(铸铁、铸钢或钢板) 水头H>200m时,则采用铸钢蜗壳。 HS 华中科技大学能源与动力工程学院水机教研蜜
一、涡壳的型式及其选择 HSJ 原则： ➢ H<40m时采用混凝土蜗壳。 ➢ 水头H>40m时采用金属蜗壳（铸铁、铸钢或钢板）。 ➢ 水头H>200m时，则采用铸钢蜗壳