弯肘型尾水管
减小厂房开挖深度，水力性能好，大中型号 水轮机均采用弯肘型尾水管。 组成：直锥段、肘管、出口扩散段。
1. 进口直锥段： 进口直锥段是一个垂直的圆锥形扩散管，D3为
直锥管进口直径，θ为锥管单边扩散角。
混流式：直锥管与基础环相接，(转轮出口直
径)， θ=7°~ 9°
轴流式：与转轮室里衬相连接，D3=0.937D1，
尾水管的作用、型式及其主要尺寸确定 一、尾水管的作用
转轮所获得能量等于转轮进出口之间的能量差：
E

E1

E

E2
1.无尾水管时：E 1 ( H 1
pa )

E2 A

H2

pa

2V22
2g
转轮获得能量：
EA

E1

E2 A

H1
(H2

2V22
2g
)
2
.
θ=8°~ 10°。
h3——直锥段高度，其长度增加将会导致开挖 量增加。一般在直锥段加钢板衬。
2. 肘管：
90°变断面的弯管，进口为圆形断面，出口 为矩形断面。F进/F出=1.3 曲率半径R小——离心力大——压力、流速 分布不均匀—hw大。R=(0.6~1.0)D4 为减小转弯处的脱流及涡流损失，肘管出口 收缩断面(hc)： 高/宽=0.25 3、出口扩散段： 矩形扩散管，出口宽度B5，
E1

E2B

H1
( 2V22
2g

h25 )
水轮机多获得的能量：
E

EB

EA

H2
(2V22 5V52
2g
h25)
设置尾水管以后，在转轮出口形成了压力降低，出现了 真空现象，真空由两部分组成：
静力真空：H2(落差)，也称为吸出高度Hs；
动力真空(转轮出口的部分动能)
设尾水管时：
E 1 ( H 1
pa )

E2B

H2

p2

2V22
2g
根据2-2至5-5断面能量方程：
p2


H2

2V22
2g

pa

5V52
2g
h25
可得：
p2


pa


H
2

(

2V
2 2


5V
2 5
2g
h25 )
设尾水管后，转轮所获得能量：
EB

ηw >0.8 时，效果较好；≦0.3～0.4时，效果较差。
w 1 w
二、尾水管型式及其主要尺寸
尾水管的作用是排水、回收能量。其型式、尺寸 影响、厂房基础开挖、下部块体混凝土尺寸。
尾水管尺寸越大，η越高，工程量及投资增大。 型式：
直锥形——用于小型水轮机 弯锥形——用于卧轴水轮机 弯肘形——（大中型电站）
Hd


2V
2 2

5V52
2g
h25
3. 尾水管的作用
(1) 汇集转轮出口水流，排往下游。 (2) 当Hs>0时，利用静力真空。 (3) 利用动力真空Hd。
尾水管的动能恢复系数
尾水管的静力真空Hs取决于水轮机的安装高程， 与尾水管的性能无关；衡量尾水管性能好坏的标
志般是 用恢 动w 复 能 (动 恢2能 复v22的系2g程数5v度η52 （w表h与2示5尾) / 水22gv管22 尺寸H有d /关22）gv22，一
6.尾水管局部尺寸的变更 厂房设计中，由于地形、地质条件，布置厂
房的原因，在不影响尾水管能量指标的前提 下，对选出的尾水管尺寸可作局部变更。 (1) 减小开挖，h不动，扩散段底板向上倾斜 6°~12° (2) 大型反击式水轮机，为减小厂房长度， 尾水管不对称布置 (3) 地下电站：为使岩石稳定，尾水管采用
4.尾水管的高度与水平长度
尾水管的总高度和总长度是影响尾水管性能 的重要因素。
H=h1+h2+h3+h4 h1，h2由转轮结构确定; h4
肘管高度确定，不易变动。
H取决于h3。h3大→hw小→η w大→开挖加
大，工程投资大； L：机组中心到尾水管出口，L大→F出大
→V出小→η 大→h 大→厂房尺寸加大