轴流转浆式水轮机的模型综合特性曲线代表水轮机在协联方式工作时的特性。水轮机活动导叶与转轮叶片在协联方式下运行,可以看作是一组同类型水轮机在不同叶片转角下运行情况的组合。模型试验中,先进行叶片不同转角下的定桨式水轮机的试验,并作出各φ 角下的定桨式水轮机的模型综合特性曲线,然后,再以此为基础作出转桨式水轮机的综合特性曲线。不同叶片转角下同类水轮机的模型综合特性曲线如图8-14所示。轴流转桨式模型综合特性曲线的绘制方法如下。
1.等叶片转角线的绘制
(1)在图8-14所示的特性曲线上作不同的n11等于常数的直线,该直线与各φ 角的等效率线相交得若干交点,根据各交点的η和Q11值在图8-15所示的η~Q11坐标系描点,并将各点用光滑曲线连接即可得到图8-15所示的某n11下各φ 角的η=f(Q11)曲线。
(2)作各φ 角下的η=f(Q11)曲线的包络线,并找出该包络线与各φ 角的η=f(Q11)曲线的切点。
(3)同样方法作出不同n11时的η=f(Q11)曲线的包络线并找出包络线与η=f(Q11)曲线的切点将同φ 角的各切点按其坐标参数Q11、n11描点到n11~Q11坐标图上,用光滑曲线连接各点即得到一条等φ 角线。同样方法可绘出其他叶片转角所对应的等φ 线。
2.等开度线的绘制
上面绘制的各等φ 角线与各φ 角下的水轮机模型综合特性曲线的等开度线相交,得到一系列相同开度的交点,将它们连接起来即转桨式水轮机协联工况的等开度线,见图8-14。
图8-14 不同φ 角下轴流定桨式水轮机模型综合特性曲线
3.等效率线的绘制(www.xing528.com)
转桨式水轮机的等效率线实质上是各固定φ 角下同类水轮机的等效率线的包络线,因此,在绘出图8-14所示的各φ 角下水轮机的等效率线之后,可作出同效率值的各等效率曲线的包络线(见图8-14 中虚线),此包络线即转桨式水轮机在协联工况下的等效率线。但是,按此方法作出的等效率曲线在某些局部可能产生较大的误差,为了精确地绘出转桨式水轮机的等效率线,常采用下述方法。
(1)以各φ 角下的定桨式水轮机模型综合特性曲线为基础,对于若干n11=常数作出如图8-15 所示的η=f(Q11)曲线(包络线),并将这些包络线绘于同一坐标系中。
图8-15 n11=常数的η=f(Q11)曲线
(2)取不同的效率值作水平线与各n11下的η=f(Q11)曲线(包络线)相交于若干点,找出各交点的Q11和n11,将这些点转绘于n11~Q11坐标系内,连接各点即得到转桨式水轮机的等效率线。
4.等空化系数线的绘制
首先按定桨式水轮机进行空化试验并绘出各φ 角下的水轮机的等空化系数线。然后将各φ 角下的等空化系数线与等φ 线的一系列交点中σ 相同的点连成光滑曲线,即得到转桨式水轮机的等空化系数线。
按上述方法绘制的转浆式水轮机模型综合特性曲线如图8-16所示。
图8-16 轴流转桨式水轮机模型综合特性曲线
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