Q0
0 360
Qr
345 25.4 24.3(m3 360
/ s)
2.蜗壳进口断面面积 F0 的计算
F0
Q0 v0
24.3 2.2(m2 ) 11
根据水头查设计手册图 2—21 得：v0=11m/s
3.蜗壳进口断面半径 ρ0 的计算
0
F0
2.2 0.84(m) 3.14
4.进口断面圆心至水轮机中心线的距离 α0
r1
rD
h tan a
1.725
0.29 tan 55
1.522m
二.蜗壳进口断面参数计算
1.蜗壳进口流量 Q0 的计算
由 HLD10 运转综合特性曲线查得: Pr=(kW)、Hr=（m）、ηT=
Qr
Pr
9.81H rT
35833 .3
9.81 158 .75 0.905
25.4(m3 / s)
13 165
14 150
四.蜗壳椭圆形断面参数计算
1.蜗壳椭圆形断面参数计算：见表 2—2
表 2—2 蜗壳椭圆形断面计算表
断面号
i
i 1 i 2 1 C sin a C sin a
i
2
cot
2
a
C
2r1
i C
i
L
A
R2
R1
ai Ri
15 135
16 120
17 105 18 90 19 75 20 60 21 45 22 30 23 15
r 0.2 0.3b 0.25 67.68 16.92cm l 1.4D1 1.41.9 266 cm
二.尾水管单线图的绘制
HLD10 尾水管单线图见附图 5
三.蜗壳圆形断面参数计算
1. 蜗壳圆形断面参数计算：见表 2—1
表 2—1 蜗壳圆形断面计算表
断面号 i
i C
rD
2rD
i C
h2
2rD
i C
h2
xi
x
2 i
i
ai Ri
1 345
2 330
3 315
4 300
5 285
6 270
7 255
8 240
9 225
10 210
11 195
12 180
rD
Da 2
k
3.25 0.1 1.725m
2
h b0 k tan 0.76 0.1tan 55 0.29m
2
2
6.蜗壳圆形断面和椭圆形断面界定值 s
s h 0.29 0.51m
cos55 cos55
7.座环蝶形边斜线 L
L h 0.354m
sin 55
8.座环蝶形边锥角顶点至水轮机轴线的距离
h 的确定，与水轮机型式有关。由于混流式和定桨式水轮机在偏离最优工况运行时，尾 水管中会出现涡带，引起机组振动，如果 h 太小，则机组振动加剧，故 h 选择时应综合考虑 能量指标和运行稳定性。根据经验，h 一般可作如下选择：
对于 D1>D2 的低比速混流式水轮机，h≥。取 h=。参考表 2—3，标准弯肘型尾水管可选
查[1].P128 表 2—16 金属蜗壳座环尺寸系列得：k=、Da=、Db=
a0 rD
2 0
h2
1.725
0.842 0.292 2.5(m)
5.蜗壳系数 C 的计算
0 C a0
6.进口断面外半径 R0
a02 02
C a0
0
2300
a02 02
R0 a0 0 2.5 0.84 3.34m
四.蜗壳单线图的绘制
HLD10 蜗壳单线图见附图 4
第 2 节 尾水管尺寸的计算
一.尾水管基本尺寸的确定
1.尾水管型式的选择 水流在转轮中完成了能量交换后，将通过尾水管流向下游，这是尾水管的基本作用。但
是尾水管还有一个作用是使水轮机转轮出口处的水流能量有所降低，从而增加转轮前后的能 量差。回收一部分水流能量。尾水管有直锥型、弯曲型和弯肘型三种型式。大型立式机组， 由于土建投资占电厂总投资的比例很大，故一般选用弯肘形尾水管以降低水下开挖量和混凝 土量。 2.尾水管的高度 h
座环出口直径:
座环进口直径:
Db
2850 2600 1900 1800 2600
2000 1800
2725mm
Da
3400 3100 1900 1800 3100
2000 1800
3250mm
蜗壳常数 K=100（mm）、r=200（mm）
3.蝶形边锥角 ɑ
取
4.蝶形边座环半径 5.蝶形边高度 h表 2—44H 型标准肘 Nhomakorabea主要参数
单位：m
尾水管参数 h / D1 D1 h L B5 D4 h4 h6 L1 h5
4H
1
D1=
参考表 2—5 可选出肘管各部分参数:
表 2—5
4 号系列肘管各部分参数表
单位：m
参数类型 D4 h4 B4 L1 h6 a R6 R7 a1 a2 R8
4A
4C
4E
4H
4H 系列。
表 2—3
标准弯肘形尾水管主要参数
单位：m
尾水管型式 h / D1 D1 h L B5 D4 h4 h6 L1 h5
4A 4C 4E 4E 4H 4H 20
3.肘管的选择 肘管段的形状十分复杂，因为水流要在肘管内拐弯 90°，同时要由进口圆形断面逐渐
过渡到出口为矩形断面。它对尾水管的恢复系数影响很大，且肘管中的水力损失最大。肘管 难以用理论公式计算，通常采用推荐的标准肘管，图 2—4 所示为 4 号系列肘管。图中各部 分的尺寸参数列于表 2—4 中。4H 型肘管主要参数见表 2—4 和 2—5
第二章 蜗壳及尾水管的水力计算
第 1 节 蜗壳水力计算
一.蜗壳尺寸确定
水轮机的引水室是水流进入水轮机的第一个部件，是反击式水轮机的重要组成部分。引 水室的作用是将水流顺畅且轴对称的引向导水机构。引水室有开敞式、罐式和蜗壳式三种。 蜗壳式是反击式水轮机中应用最普遍的一种引水室。它是用钢筋混凝土或者金属制造的封闭 式布置，可以适应各种水头和流量的要求。水轮机的蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳两种。 1.蜗壳形式
尾水管的高度 h 是指水轮机底环平面到尾水管底板的高度，它对尾水管的恢复系数、水 轮机运行稳定性及电站开挖量有直接影响。高度 h 越大，锥管段的高度可取大一些，因而降 低了锥管段出口即肘管段进口及其后部流道的流速，这对降低肘管中的水力损失有利。一般 情况下，通过尾水管的流量愈大，h 应采用较大的值，但 h 增大受到水下挖方量的限制。
蜗壳自鼻端到进口断面所包围的角度称为蜗壳的包角 ，水头大于 40m 时一般采用混凝
土蜗壳，包角
；当水头较高时需要在混凝土中布置大量的钢筋，造价可能
比混凝土蜗壳还要高，同时钢筋布置过密会造成施工困难，因此多采用金属蜗壳，包角
。本电站最高水头为 174m，故采用金属蜗壳。
2.座环参数
根据水轮机转轮直径 D1 查[1].P 128 页表 2—16 得：
20 注：表中数值是对 D1 = 1m 而言。
表 2—5
4 号系列肘管各部分参数表
单位：m
尾水管参数 D4 h4 B4 L1 h6 a R6 R7 a1 a2 R8
4H D1=
4.进口单边锥角 β 对于混流式水轮机进口单边锥角 β 取值范围为 7°—9°。取 β=8° 由比转速 ns 查[1].P26 图 1—29 得： h1=×=(cm) h2=×=(cm) h3=h–h1–h2–h4=475–––=(cm)
5.尾水管进口直径 D3
h3
h h1 h2 D3 1 2tg
D3
h h1
h2
h3 1 2tg
210 (cm)
6.出口扩散段
查[1].P132，顶板仰角 ɑ=10°—13°，取 ɑ=12°。支墩的尺寸如下：
b 0.1— 0.15B5 0.13 520 .6 67.68cm R 3 6b 4 67.68 270 .72(cm)