A
3. 轴面流线的绘制及轴面流速 的计算
轴面流线的绘制 可先近似绘制中间流线，方法如下


而后进行修正

修正可列表进行
lm
r b l m
b r l m pj b r l m n
i r b
1
b b r l r l m i m pj b r l m pj
2. 确定计算单位流量和计算单 位转速
根据选定转轮的综合特性曲线确 定最优单位流量和最优单位转速， 一般120水头段
n110 (0.93 1.08)n11 j Q110 (0.69 0.91)n11 j
200水头段 n110 1.07 n11 j
Q110 1.04 n11 j
2
3
4
轴面流速的计算
Vm
由公式
l m Q b 2 r l m

绘制轴面流速沿各流线的分布曲线
4. 叶型骨线的计算和加厚


叶型骨线的计算
计算叶片包角
由骨线积分方程
r 2 Vu r Lmi r V r m i


连接各等角度截线，即得各轴面截线， 如下图
叶型骨线的加厚

计算最大厚度
max k D1
H max 2(mm ) Z

x
y
选取厚度变化规律
l
0 2.5 41 5.0 59 10 79 20 95 30 100 40 99 50 95 60 87 70 74 80 56 90 35 100
混流式水轮机设计
水轮机选型计算； 二． 水轮机模型水力设计； 三轮机选型计算
1.
2.
3. 4. 5.
确定转轮型号； 确定计算单位流量和计算单位 转速； 计算转轮标称直径； 额定转速和飞逸转速的确定； 允许吸出高度的计算。
1. 确定转轮型号
根据给定的设计水头及水头变 化范围，利用水轮机的使用 综合图表、系列适用范围图 表或型谱特性参数表来确定 转轮型号
一般包角在30～400之间，计算也可列表进行。
r 2 Vu r V r r Lmi m i
i
1 2
lm i
r 2 Vu r i V r r Lmi m i
3
绘制叶片包角沿流线的变化规律，并 反推等角度轴面截线

模型直径及设计水头应由实验台 参数确定，目前实验台的转轮标 称直径有250，350，460。但 为了计算方便，可取为1m；水 头可取为1m，4m，9m…
2. 轴面流道的绘制及过水断面 面积的检查

轴面流道的绘制:可根据所选择的 转轮型号的流道单线图绘制

过水断面面积通常采取做内切圆的 方法近似计算
max 0

可按圆锥面或圆柱面进行加厚
反推出轴面的背面截线
5. 转轮木模图的绘制及表面光 滑性检查

木模图的绘制
表面光滑性检查
水平面组； 和叶片出口边平行的面组； 圆柱面。

6. 转轮叶片的真实厚度及叶片 开口
真实厚度的求法； 相邻叶片开口的求法。

三．水轮机结构设计
二．模型水力设计
1. 2. 3. 4. 5. 6.
u
0
模型转轮直径及设计水头的确定； 轴面流道的绘制及过水断面面积的检查； 轴面流线的绘制及轴面流速的计算； 叶型骨线（轴面截线）的计算和加厚； 转轮木模图的绘制及表面光滑性检查； 转轮叶片的真实厚度及叶片开口。
1. 模型直径及设计水头的确 定
1. 2. 3. 4.
转动部件； 埋入部件； 导水部件； 轴承和密封。
1. 转动部件
机组布置方式； 转轮； 主轴。

2. 埋入部件
蜗壳； 座环； 尾水管和机坑里衬。

3. 导水部件
导叶； 导叶传动机构； 控制环和接力器； 顶盖和底环。

4. 轴承和密封
水导轴承； 主轴密封。
3. 计算转轮标称直径
由公式 D 1
N 9.81Q11 j H j 2
3
若计算出的直径不为标准直径系列 值，对于中小型机组应选取比计算 值稍大一级的标称直径；对于大中 型机组最好圆整到整数值。
4. 额定转速和飞逸转速
由公式 ne n11 j H j
D1
计算出转速，并和发电机同步转 速比较，取最接近的略大于计算 值的同步转速。
根据模型水轮机的飞逸特性 曲线，按下式即可计算出真 机的飞逸转速
nf
n11 f
H max D1
5. 允许吸出高度的计算
水轮机在不同工况下的空蚀系数是 不同的。因而为防止翼型空蚀的 发生，所允许的吸出高度也应该 是不同的。一般其值按下式计算
H S 10 K M H 900