Построение линий равных значений КПД турбины

Эксплуатационная характеристика гидротурбины

Определение критической высоты отсасывания

Высота отсасывания – разность отметок от нижнего бьефа до оси поворота лопасти рабочего колеса. Критическая высота отсасывания – максимальная высота отсасывания.

Hs кр = 10 - К_σ*σ*Н – Δр.к./900, (1.15)

где К_σ = 1,05 – коэффициент запаса, σ – кавитационный коэффициент турбины.

Рассчитаем высоту отсасывания для различных напоров. Результаты расчета сведем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

Кδ	Н	δ	Hs	Zрк
1,05	Нмакс		0,2	0,858889	100,8589
Нр	40,7	0,242	-0,45298	99,54702
Нмин		0,24	1,068889	101,0689
	Нмакс		0,2	-7,31111	92,68889
Нр	40,7	0,242	-9,80991	90,19009
Нмин		0,24	-6,91111	93,08889

Рекомендуемая высота отсасывания (-8) – (-10)м

Принимаем высоту отсасывания -9,81 м.

Порядок построения:

1. Разбить диапазон напоров от Нmin = 35м до Hmax = 43м на 4 приблизительно равные части (Н₁=35 м, Н₂ =38м, Н₃=Н_р =40,7 м, Н₄=43 м).

2. Проводим на универсальной характеристике горизонтальные линии n_Im^’ = const. Для каждого напора в табличной форме производится расчет рабочих характеристик турбины. Для этого определяем приведенный расход Q_I’ в точках пересечения горизонтальных линий с линиями постоянных значений КПД модели ηм = const.

3. Определяем коэффициент полезного действия турбины по формуле

, (2.1)

где поправка , определенная ранее для оптимального режима, принимается постоянной для всех режимов работы гидротурбины.

4. Вычисляем мощность турбины по формуле

(2.2)

Значения КПД и мощности N турбины указаны в 3 и 4 столбцах табл. 2.2

Таблица 2.2

H=35м, n1м = 86,16 об/мин, к=20155,4, Δŋ=0,059
ŋм	Q	ŋ	N
0,7	0,62	0,759	9,485
0,72	0,642	0,779	10,080
0,74	0,681	0,799	10,967
0,76	0,72	0,819	11,885
0,78	0,75	0,839	12,683
0,8	0,8	0,859	13,851
0,82	0,843	0,879	14,935
0,84	0,93	0,899	16,851
0,86	1,015	0,919	18,801
0,88	1,095	0,939	20,724
0,9	1,155	0,959	22,325
0,91	1,2	0,969	23,437
0,91	1,32	0,969	25,780
0,9	1,37	0,959	26,481
0,88	1,44	0,939	27,253

H=38, nм=82,58, к= 22801,6
ŋм	Q	ŋ	N
0,7	0,57	0,759	9,865
0,72	0,6	0,779	10,657
0,74	0,64	0,799	11,660
0,76	0,68	0,819	12,699
0,78	0,71	0,839	13,583
0,8	0,765	0,859	14,984
0,82	0,82	0,879	16,435
0,84	0,88	0,899	18,039
0,86	0,96	0,919	20,116
0,88	1,04	0,939	22,267
0,9	1,1	0,959	24,053
0,91	1,14	0,969	25,188
0,92	1,18	0,979	26,341
0,921	1,2	0,98	26,815
0,92	1,24	0,979	27,680
0,91	1,29	0,969	28,502
0,9	1,34	0,959	29,301
0,88	1,42	0,939	30,403

H=40,7, nм = 79,71, k=25114,2
ŋм	Q	ŋ	N
0,7	0,54	0,759	10,293
0,72	0,57	0,779	11,151
0,74	0,61	0,799	12,240
0,76	0,655	0,819	13,472
0,78	0,685	0,839	14,434
0,8	0,74	0,859	15,964
0,82	0,8	0,879	17,660
0,84	0,86	0,899	19,417
0,86	0,925	0,919	21,349
0,88	1,005	0,939	23,700
0,9	1,065	0,959	25,650
0,91	1,1	0,969	26,769
0,92	1,125	0,979	27,660
0,92	1,2	0,979	29,504
0,91	1,26	0,969	30,663
0,9	1,32	0,959	31,792
0,88	1,408	0,939	33,204

H=43, nм=77,48. k= 27446,9
ŋм	Q	ŋ	N
0,72	0,54	0,779	11,546
0,74	0,58	0,799	12,719
0,76	0,63	0,819	14,162
0,78	0,67	0,839	15,429
0,8	0,72	0,859	16,975
0,82	0,78	0,879	18,818
0,84	0,84	0,899	20,727
0,86	0,9	0,919	22,701
0,88	0,98	0,939	25,257
0,9	1,045	0,959	27,506
0,91	1,085	0,969	28,857
0,91	1,23	0,969	32,713
0,9	1,3	0,959	34,218

5. Строим для всех напоров зависимость максимальных значений КПД для уточнения на эксплуатационной характеристике крайних точек кривой . Точки пересечения этой линии с горизонтальной линией определяют крайние по напору точки кривой на эксплуатационной характеристике турбины.

6. Строим для всех напоров рабочие характеристики

Пересекаем рабочие характеристики горизонтальной линией и получаем точки равных значений КПД турбины при известных значениях напоров H и мощности N. Указанные точки переносятся в плоскость (N, H), соединяются плавной кривой и получается линия на эксплуатационной характеристике. Аналогично строятся другие линии с интервалом от 1 до 3 % в зависимости от удаленности линии от оптимума. Полученный результат представлен на рис. 2.1 и рис. 2.2.

Рисунок 2.1 – Зависимость максимального КПД от напора

Рисунок 2.2 – Зависимость КПД от мощности

Дата добавления: 2015-04-24