（一）水轮机型号的选择根据题目条件已知要用HL120-38和HL100-40型水轮机进行选择，对比计算分别如下： （二）水轮机主要参数的计算HL120-38型水轮机方案主要参数的计算1、转轮直径的计算1D =式中：'3112500;240;380/0.38/r r N kW H m Q L s m s====同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况的效率=88.4%M η，由此可初步假定水轮机在该工况的效率为90.4%将以上各值代入上式得10.999D m == 选用与之接近而偏大的标准直径1 1.00D m =。

2、效率修正值的计算由附表一查得水轮机模型在最优工况下的max =90.5%M η，模型转轮直径10.38M D m =，则原型水轮机的最高效率max η可依下式计算，即max max =1M ηη-（1-1(10.93593.5%=--== 考虑到制造工艺水平的情况取11%ε=；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为20ε=，则效率修正值η∆为：max max 10.9350.9050.010.02M ηηηε∆=--=--=由此求出水轮机在限制工况的效率为：0.8840.020.904M ηηη=+∆=+=（与原来假定的数值相同）1、 转速的计算1n =式中'''10101M n n n =+∆有附表一查得在最优工况下的'1062.5/min M n r =，同时由于'1'10110.0160.03M n n n ∆====<所以'1n ∆可以忽略不计，则以'1062.5n =代入上式得：973.3/min n r ==选用与之接近而偏大的标准同步转速1000/min n r =。

2、 工作范围的验算在选定的1 1.00D m =、1000/min n r =的情况下，水轮机的'1max Q 和各种特征水头下相应的'1n 值分别为：'31max 3232221125000.3790.38/9.8112400.9049.81rrN Q m s D H η===<⨯⨯⨯/ 则水轮机的最大引用流量max Q 为：'23max 1max 1= 1.0/s Q Q D ⨯对'1n 值：在设计水头240r H m =时'164.5/min r n r === 在最大水头max 245H m =时'1min 63.9/min n r === 在最小水头min 235H m =时'1max 65.2/min n r === 在HL120型水轮机的模型综合特性曲线图上，分别画出'1max 379/,Q L s ='1min 63.9/min n r =和'1m 65.2/min ax n r =的直线，如图所示。

可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）基本上包括了特性曲线的高效率区，所以对选定的直径1 1.00D m =、1000/min n r =还是比较满意的。

但还需和HL100方案作比较。

3、 水轮机吸出高s H 的计算有水轮机的设计工况（'164.5/min r n r =，'1max 379Q =）在图上可查得相应的汽蚀系数0.064σ=；由设计水头240r H m =，在2-16图上查得0.009σ∆=，则可求得水轮机的吸出高为：203010.0()10.0(0.0640.009)2409.810900900s H H m m σσ∇=--+∆=--+⨯=->-HL100--40型水轮机方案主要参数的计算1、转轮直径的计算13'219.81rrN D Q H η=式中：'3112500;240;305/0.305/r r N kW H m Q L s m s====同时在附表1中查得水轮机模型在限制工况的效率=86.5%M η，由此可初步假定水轮机在该工况的效率为88.9%将以上各值代入上式得132125001.129.810.3052400.889D m ==⨯⨯⨯/选用与之接近而偏大的标准直径1 1.2D m =。

2、效率修正值的计算由附表一查得水轮机模型在最优工况下的max =90.5%M η，模型转轮直径10.4M D m =，则原型水轮机的最高效率max η可依下式计算，即max max =1M ηη-（1-1(10.93993.9%=--== 考虑到制造工艺水平的情况取11%ε=；由于水轮机所应用的蜗壳和尾水管的型式与模型基本相似，故认为20ε=，则效率修正值η∆为：max max 10.9390.9050.010.024M ηηηε∆=--=--=由此求出水轮机在限制工况的效率为：0.8650.0240.889M ηηη=+∆=+=（与原来假定的数值相同）3、 转速的计算1n =式中'''10101M n n n =+∆有附表一查得在最优工况下的'1061.5/min M n r =，同时由于'1'10110.0190.03M n n n ∆====<所以'1n ∆可以忽略不计，则以'1061.5n =代入上式得：798.1/min 1.2n r ==选用与之接近而偏大的标准同步转速1000/min n r =。

4、 工作范围的验算在选定的1 1.2D m =、1000/min n r =的情况下，水轮机的'1max Q 和各种特征水头下相应的'1n 值分别为：'31max 3232221125000.2680.305/9.81 1.22400.8899.81rrN Q m s D H η===<⨯⨯⨯/ 则水轮机的最大引用流量max Q 为：'223max 1max 1==0.268 1.2240=5.98m /s r Q Q D H ⨯⨯对'1n 值：在设计水头240r H m =时'111000 1.277.5/min 240r r nD n r H ⨯=== 在最大水头max 245H m =时'11min max 1000 1.276.7/min 245nD n r H ⨯=== 在最小水头min 235H m =时'11max min 1000 1.278.3/min 235nD n r H ⨯=== 在HL100型水轮机的模型综合特性曲线图上，分别画出'1max 268/,Q L s ='1min 76.7/min n r =和'1m 78.3/min ax n r =的直线，如图所示。

可以看出这些直线所标出的水轮机相似工作范围（阴影部分）基本上包括了特性曲线的高效率区，所以对选定的直径1 1.2D m =、1000/min n r =还是比较满意的。

但还需和HL120方案作比较。

5、 水轮机吸出高s H 的计算有水轮机的设计工况（'177.5/min r n r =，'1max 268Q =）在图上可查得相应的汽蚀系数0.042σ=由设计水头240r H m =，在2-16图上查得0.009σ∆=，则可求得水轮机的吸出高为：203010.0()10.0(0.0420.009)240 4.510900900s H H m m σσ∇=--+∆=--+⨯=->-水轮机方案的分析比较为了方便比较，现将两种方案的有关参数列于下表中从上表中看出，两种不同的机型方案在同样水头下同时满足额定出力的情况，HL120与HL100相比较来看，HL100 它具有效率高工作范围好、汽蚀系数小等优点，这可以提高水电站的年发电量和减小厂房的开挖量。

而HL120的优点仅表现在水轮机有较小的转轮直径，可以选用较小尺寸的发电机节省水电站投资。

由此可选择HL100型水轮机。

HL100—40型水轮机运转特性曲线的绘制1、 基本资料 转轮的型式HL100-40转轮的直径和转速 1 1.2D m =、额定转速800/min n r = 特征水头max 245H m =、240r H m =、min 235H m =水轮机的额定出力12500r N kW =水轮机安装处的海拔高程 2030m ∇= 2、等效率曲线的计算由于水电站的水头变化范围较小，现取4个水头，即max 245H m =、243H m =、240r H m =、min 235H m =，按以上所述方法及例题中有关的数据，列表分别进行计算，3、等吸出高曲线的计算也按前面的方法和题目中有关的数据列表以不同的水头分别计算。

2、绘制水轮机运转特性曲线由表中的数据可绘制出水轮机的工作特性曲线。