《水电站》作业11、 水电站水能如何转化为电能的？（用框图表示）2、水电站是通过（水轮机）把水能变成旋转机械能，再通过（发电机）把机械能变成电能的。

3、水轮机的工作参数有（H ）、（Q ）、（N t ）、（n ）、（ηt ）等。

4、水轮机的工作水头是水轮机（进口）和（出口）单位重量水流的能量差值。

5、水轮机分为（反击式）和（冲击式）两大类。

（1）什么叫水轮机？答：将水能转变为旋转机械能的水力原动机叫做水轮机。

（2）冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。

答：工作原理方面： 利用水流的势能与动能做功的水轮机为反击式水轮机；利用水流的动能做功的水轮机为冲击式水轮机。

流动特征方面： 反击式水轮机转轮流道有压、封闭、全周进水；冲击式水轮机转轮流道无压、开放、部分进水。

结构特征方面：转轮的差别，反击式水轮机转轮叶片的断面呈翼型形状。

由蜗壳、导水机构、转轮与尾水管形成封闭的流道；冲击式水轮机转轮叶片多呈斗叶状，有喷嘴。

6、反击式水轮机是靠（势能和动能）做功的，冲击式水轮机是靠（动能）做功的。

7、反击式水轮机的过流部件由（引水部件）、（导水部件）、（工作部件转轮）和（泄水部件）构成。

8、冲击式水轮机的主要部件有（喷嘴）、（折向器）、（转轮）、（机壳）等。

9、某水轮机在设计工况下蜗壳进口压力表读数为65⨯104p a ，压力表中心高程为887m ，压力表所在的钢管直径D=6m ，电站下游水位为884m ，水轮机流量Q=290m 3/s ，发电机功率N g =180MW ，取发电机效率ηg =0.97，试求水轮机的工作水头H 与水轮机效率ηt 。

（不计引水系统水头损失）。

解：取水轮机进口断面为蜗壳进口断面，水轮机出口断面为尾水管出口处下游断面。

g rv p z E v p 22111α++= 002++=z E d s m QD V 3.10614.329044221=⨯⨯==π g v p Z Z E E H d p 2211121αγ++-=-==8.923.109800106588488724⨯+⨯+-=74.7m 水轮机的出力0.97180N ηN g gt ===185.57（MW ）水流出力N w =9.8QH=9.81⨯290⨯74.7=212.51（MW ） 水轮机的效率873.051.21257.185===N N W TT η 10、我国对水轮机的型号是如何规定的？11、（座环）是水轮机的过流部件，又是水轮机的承重部件。

12、导叶开度——相邻两导叶之间的最短距离。

当导叶的开度为0时，通过水轮机的流量为（ 0 ）。

13、（贯流）式水轮机和（冲击）式水轮机没有蜗壳和尾水管。

作业21、水轮机转轮中的水流绝对运动是（相对）运动与（圆周）运动的合成。

2、水轮机的能量损失有（水力损失）、（容积损失）、（机械损失）三部分。

3、根据汽蚀发生的部位和发生情况的不同，水轮机气蚀的主要类型有（翼型气蚀）、（间隙气蚀）、（空腔气蚀）、（局部气蚀）。

4、不产生气蚀的条件是（ p i >p 汽化 ）。

5、水轮机的静力真空决定于（水轮机的安装位置），动力真空是由（转轮和尾水管）产生的。

6、用公式形式表示水轮机的气蚀系数，并说明影响水轮机气蚀的因素有哪些？ 答：H gh v v k k k 525522-∆--=αασ ，影响水轮机气蚀的因素有：工作水头、流量、转轮几何形状、尾水管型式及尺寸。

7、尾水管动能恢复系数越高，气蚀系数越（大），尾水管性能越（好）；水轮机比转速越大，气蚀系数越（大）。

8、发生气蚀破坏时，材料表面呈（蜂窝状组织结构）。

9、蜗壳断面形式主要有（圆）形和（梯）形。

金属蜗壳包角采用（345°）。

10、尾水管的主要形式有（直锥）形和（弯曲）形两种。

11、尾水管的作用有哪些？答：①、将转轮出口的水流平顺引向下游河道；②、利用下游水面至转轮出口处的几何高度（静力真空）；③、利用转轮出口的水流动能（动力真空）。

12、尾水管的高度——自导叶下平面至尾水管底板间的距离。

尾水管的长度——水轮机轴线至尾水管出口的距离。

理论吸出高度——水轮机尾水位到水轮机转轮叶片压力最低点之间的距离。

13、某水轮机转轮出口速度V 2=15m/s ，尾水管出口流速V 5=3m/s ，若尾水管的水力损失h w2-5=1m ，求尾水管的恢复系数ηd =？解： 0.870.1312gΔ2g 12g Δ2gv h v v αh v αv αη22522522252555222d =-=+-=--=--14、弯曲形尾水管的动能恢复系数一般较直锥形尾水管（低）。

因为：水流由垂直向转为水平向，出口水流不均匀，增加了水力损失。

15、蜗壳的包角——从蜗壳鼻端到蜗壳进口断面之间的圆心角。

16、水轮机安装高程——立轴水轮机为导叶中心线高程；卧轴水轮机为主轴中心线高程。

17、水轮发电机的主要型式有（伞式）和（悬式）两种。

18、什么是水轮机的调节？答：随着机组负荷的变化，水轮机相应地改变导叶开度（针阀行程）使机组转速恢复并保持额定值的过程，称为水轮机的调节。

水轮机调节的实质是（转速调节），水轮机调节的途径是（流量调节），进行这种调节的装置称为（水轮机调速器）。

19、水轮机调速系统一般由（调速柜）、（接力器）和（油压装置）三部分组成。

20、发电机的支承结构是（机墩）。

21、压力前池的组成建筑物有哪些？答：前室，进水口，泄水建筑物，冲沙、拦冰及排水建筑物。

22、前室的作用是什么？答：前室的作用是把动力渠道断面尺寸扩大并过渡到进水室的高度和深度，减缓流速，便于沉积泥沙和清污，形成一定容积，以便于调节水量与平稳水位。

23、压力前池的进水口采用的什么形式？答：墙式进水口。

24、引水隧洞的特点有哪些？答：①、可采用较短的线路，并避开沿线地表不利的地形、地质条件；②、有压隧洞能适应水库的水位大幅度变化，对电站引水流量的变化灵敏；③、可以利用岩石抗力承受部分内水压力，降低造价；④、避免沿途水质的污染；运行安全可靠；⑤、施工不受地面气候等外界因素干扰和影响。

25、隧洞线路选择应考虑哪些因素？答：隧洞选择与地形、地质条件、水流条件、施工条件等因素有关。

26、什么是压力管道？答：将发电流量从水库、前池或调压室直接引入水轮机的管道叫压力管道。

27、简述反击式水轮机中发生的汽蚀类型与易发生部位。

答：反击式水轮机中易发生翼型汽蚀、间隙汽蚀、局部汽蚀与空腔汽蚀。

翼型汽蚀：发生在转轮叶片上，尤其是叶片背面出口边附近；间隙汽蚀：发生在导叶的端面间隙处及止漏环处，轴流式水轮机叶片外缘，水斗式水轮机喷嘴和喷针之间等间隙和较小通道；局部汽蚀：发生在过流表面的凸凹不平处；空腔汽蚀：发生在转轮下环和尾水管中。

作业31、有压进水口主要有（隧洞式）、（墙式）、（塔式）、（坝式）四种类型。

2、试述工作闸门、事故闸门和检修闸门的作用及工作特性。

答：工作闸门的作用是：控制调节进水口流量。

其工作特性是动水关闭，动水开启。

事故闸门的作用是：当引水道或机组发生事故时进行紧急关闭，防止事故扩大。

其工作特性是动水关闭，静水开启。

检修闸门的作用是：检修工作闸门、事故闸门及其门槽时堵水。

其工作特性是静水启、闭。

3、沉沙池的作用和工作原理。

答：作用：防止有害泥沙进入引水道。

工作原理：加大过水断面，减少流速，使水流挟沙能力降低，让泥沙在沉沙池中沉淀。

4、为什么开敞式进水口应布置在河道的凹岸？答：弯道处水流受重力和离心惯性力，在二力的共同作用下产生横向环流，使凹岸不断冲刷，凸岸不断淤积，漂浮物、泥沙不易淤积在凹岸，故将进水口选在稳定河道凹岸，有利于引进河流表层清水，有利于建筑物正常运行。

5、拦污的主要设备是（拦污栅）。

6、引水建筑物的功用是什么？答：①、集中落差；②、按水质、水量要求输水、排水。

7、何谓自动调节渠道？答：渠道断面从渠首到渠尾沿程扩大，在电站流量变化时可以存蓄或提供部分水量，在一定程度上起到自动调节的作用，这种渠道称为自动调节渠道。

8、开敞式进水口的组成建筑物有（进水闸）、（冲沙闸）、（拦河坝）、（沉沙池）等。

9、隧洞式进水口沿水流方向分为三段，即（进口段）、（闸门段）、（渐变段）。

10、压力管道的供水方式有（单独供水）、（联合供水）、（分组供水）三种。

11、伸缩节的位置设在（管段上镇墩的下游侧）。

12、压力管道常用的主阀形式有（闸阀）、（蝶阀）、（球阀）。

13、明钢管的敷设方式有（连续式）、（分段式）两种，它们的区别在于（是否在两镇墩间设伸缩节）。

14、按固定水管的方式不同，镇墩可分为（开敞式）和（封闭式）两种。

15、镇墩和支墩的作用各是什么？答：镇墩的作用：固定压力管道，承受不平衡的轴向力、法向力、弯矩。

支墩的作用: 承受压力管道的法向力，减少管道挠度。

16、分岔管一般位于（压力管道末端），靠近（厂房），内水压力较大，水流情况和受力情况都较复杂。

作业41、什么是水击现象？它是以什么形式传播的？答：压力管道中由于流量改变引起额外压强剧烈升降的现象称为水击现象，它是以压力波的形式传播的。

2、水击相长——水击波在管道中传播一个来回的时间。

直接水击——阀门操作时间较短，从水库反射回来的第一个水击波未影响到阀门处的水击压强变化值，阀门处的这种水击称为直接水击。

间接水击——阀门操作时间较长，从水库反射回来的第一个水击波在阀门尚未完成操作时已经到达阀门处，使阀门处的水击压强变化值受到反射波影响，阀门处的这种水击称为间接水击。

3、直接水击和间接水击如何判别？直接水击如何计算？答：Ts≤2L/C 时为直接水击； Ts＞2L/C时为间接水击。

4、高水头电站可能出现（第一相）水击；低水头电站可能出现（末相）水击。

5、什么是地下埋置钢管？钢管和砼衬砌各起什么作用？答：地下埋置钢管：指埋设于岩层中，并在管道与岩层间充填混凝土的钢管。

钢管的作用是：承担部分内水压力，防止渗漏。

混凝土衬砌的作用是：将部分内水压力传给围岩。

6、地下埋置钢管在施工中有哪几种灌浆？各起什么作用？答：有四种：①、回填灌浆：填充砼衬砌与围岩间的间隙，利于传载。

②、接触灌浆：加强钢管与混凝土衬砌的结合，利于传载。

③、接缝灌浆：消除混凝土衬砌的施工分缝，使混凝土衬砌形成整体。

④、固结灌浆：使破碎围岩胶结成整体，提高其承载力。

7、调压室的作用是什么？答：①、利用自由水面反射由压力管道传来的水击波，从而避免或减小引水道中的水击压力。

②、调压室离厂房较近，利用一定容积能迅速补充或存蓄一定水量，有利于机组运行稳定。

8、试对比说明调压室水位波动现象和水击现象。

答：相同点：二者同属于非恒定流，都有水流惯性的作用。

不同点：水击现象开始于阀门调节的瞬时，管内压力急剧变化，以波的形式在管内往复传播，振幅大，变化快，周期短，迅速衰减消失。