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蜗壳及尾水管设计

（1） 蜗壳水力计算

从蜗壳鼻端至蜗壳进口断面0-0之间的夹角称为蜗壳的包角，常用φ0表示，蜗壳的鼻端即位于蜗壳末端连接在一起的那一个特殊固定导叶的出水边，一般采用φ0=345°
蜗壳进口断面平均流速Vc是决定蜗壳尺寸的主要参数。Vc值根据水轮机设计水头Hr从图中查得 Vc=4.5 m/s

1主要参数
Hr=31.0 m Qmax=13.17 m3/s Da=2.42m 包角φ0=345 Da/2=2.42/2=1.21 m

2 蜗壳计算表

角度
Qi
ρi
ai
Ri
345
12.62
0.945
2.150
3.10
300
10.975
0.881
2.091
2.972
255
9.329
0.813
2.023
2.836
210
7.683
0.737
1.947
2.684
165
6.036
0.654
1.864
2.518
120
4.390
0.557
1.767
2.324
75
2.744
0.441
1.651
2.092
30
1.0975
0.279
1.489
1.768

水轮机蜗壳单线图

（2）尾水管设计

根据以往经验,弯肘形尾说管不但可以减少开挖深度,而且具有良好的水力性能

尾水管尺寸表

h/D1
L/D1
B5/D1
D4/D1
h4/D1
h6/D1
L1/D1
h5/D1
肘管形式
适用范围
2.2
4.5
1.808
1.10
1.10
0.574
0.94
1.30
金属里衬肘管h4/D1=1.1
混流式D1>D2
2.3
4.5
2.420
1.20
1.20
0.600
1.62
1.27
标准混凝土肘管
轴流式
2.6
4.5
2.720
1.35
1.35
0.675
1.82
1.22
标准混凝土肘管
混流式D1≤D2

弯肘型尾水管有进口直锥段.中间肘管段和出口扩散段和出口扩散段三部分组成.

A进口直锥段

混流式水轮机单边扩散角,这里取 8.

B中间弯肘段
是一段90转弯的变截面弯管,进口断面为圆形,出口断面为矩形.

C出口扩散段是一段水平放置,两侧平行,顶板上翘的矩形扩散管.起顶板仰角一般取,这里取13.

应用第三种比例情况进行尺寸计算:
h=2..6×1.4=3.64 m L=4.5×1.4=6.30 m B5=2.72*1.4=3.808m
D4=1.35×1.4=1.89 m h4=1.35×1.4=1.89 m h6=0.675×1.4=0.945m
L1=0.94×1.4=2.548 m h5=1.22×1.4=1.708m

尾水管高度指水轮机底环平面至尾水管底版的高度.
h=2.6*D=2.6*1.4=3.64m 满足最低要求,宽度B= 3.808m,同样满足要求.
尾水管长度
指机组中心线至尾水管出口断面的距离.
L=(3.5~4.5)D 这里取4 则L=4*1.4=5.6m