水輪機(jī)組尾水管的設(shè)計計算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u26089水輪機(jī)組尾水管的設(shè)計計算案例 127595一、尾水管類型選擇 114170二、尾水管各部分尺寸計算 222079三、尾水管單線圖繪制 5一、尾水管類型選擇尾水管的基本類型如下：（1）類型一：直錐形尾水管。當(dāng)尾水管的軸線為直線時，稱為直錐形尾水管。這是一種最簡單的擴(kuò)散形尾水管。因為在直錐形尾水管內(nèi)部水流均勻，阻力小，所以其水力損失很小，恢復(fù)系數(shù)ηw比較高，一般可以達(dá)到83%以上.對于大型水電站,如果采用直錐形尾水管，將會帶來巨大的基礎(chǔ)開挖工作量，因而非常不經(jīng)濟(jì)，有時甚至是不可能的。所以，這種尾水管廣泛地使用在中小型水電站中，同時水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪直徑在0.5~0.8m（2）類型二：彎曲形尾水管。為了減少基礎(chǔ)開挖量，大型水電站中的水輪機(jī)尾水管采用彎曲形尾水管，彎曲形尾水管的中心線有90°或接近90°的轉(zhuǎn)彎。（3）類型三：彎肘形尾水管由三部分組成，進(jìn)口錐管、肘管和出口擴(kuò)散管。進(jìn)口錐管是一個豎直安放的圓錐擴(kuò)散管。肘管大致是一個90°的彎管，其進(jìn)口斷面為圓形，出口斷面為矩形。肘管的形狀比較復(fù)雜，出口擴(kuò)散管是一個水平放置的擴(kuò)散管，同時擴(kuò)散管的進(jìn)出口斷面均為矩形，但出口斷面的矩形面積大于進(jìn)口斷面的矩形面積。這種尾水管的恢復(fù)系數(shù)為0.6~0.75。綜上所述：考慮到廠址選在大壩下游右岸上，水由隧洞式壓力鋼管引入廠房及建設(shè)投資成本和安全條件等因素選用彎肘形尾水管。彎肘形尾水管幾何形狀和主要參數(shù)如下圖1-7所示圖1-17彎肘形尾水管二、尾水管各部分尺寸計算1．尾水管的高度h電站的最大水頭為80.5m，小于120m，因此取h=（2.3~2.7）D1=2.5D1，比轉(zhuǎn)速nsD1DD1D2=1∴取h≥2.6h=2.7×4.5=12.15(m)2.肘管的選擇與計算選用4H類型標(biāo)準(zhǔn)肘管表1-204號系列肘管各部分參數(shù)表（單位：m）DhBLhaRRaaR1.3521.3522.7401.7500.6700.4871.1600.8151.4780.1070.782D46.0846.08412.337.8753.0152.1925.2200.6686.6510.4823.5193.進(jìn)口錐管段尺寸的確定進(jìn)口直徑D3近似取轉(zhuǎn)輪出口直徑D2，進(jìn)口錐管的半錐角β的最優(yōu)值，對于混流式水輪機(jī)β=7°~9°，取β=8°。錐管段高度h3一般在已知尾水管高度hD2=D10.941=4.5D3≈Dh3h3=D4?D34.標(biāo)準(zhǔn)彎肘形尾水管主要尺寸的選擇對于彎肘形尾水管一般不進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計，通常采用標(biāo)準(zhǔn)尾水管。表1-21標(biāo)準(zhǔn)彎肘形尾水管主要參數(shù)（單位：m）h/DhLBDhhLh2.712.704.502.741.3521.3520.6701.7501.3105.水平長度L的計算尾水管的水平長度L是機(jī)組中心線到尾水管出口的距離，當(dāng)肘管型式確定后，長度L就決定了水平擴(kuò)散段的長度。L取值如下：混流式：L=(3.5~4.5)D1=4.0×4.5=18(m6.水平擴(kuò)散段尺寸的確定水平擴(kuò)散段參數(shù)有進(jìn)口高度、出口高度、寬度B5、長度L2和頂板仰角（1）水平擴(kuò)散段進(jìn)口高度：h6=0.67×4.5=3.015(m)（2）水平擴(kuò)散段出口高度：h5=1.31×4.5=5.895(m（3）水平擴(kuò)散段寬度：B5=2.74×4.5=12.33(m)，若寬度B>（4）水平擴(kuò)散段長度：L2=L?L1=18?（5）頂板仰角α一般取10°~13°，當(dāng)?shù)装迳下N時，底板仰角一般不可以超過6°~12°，所以取頂板仰角α=11°。表1-22尾水管各參數(shù)計算結(jié)果內(nèi)容數(shù)值內(nèi)容數(shù)值尾水管高度h(m)12.15肘管段出口寬度B4(m12.33直管段高度h3(m4.64肘管段出口高度h6(m3.015尾水管進(jìn)口直高度h4(m4.78水平擴(kuò)散段出口高度h5(m5.895水平長度L(m)18a(m)2.192水平擴(kuò)散段寬度B5(m12.33L2(m10.125頂板仰角α11°R6(m5.22出口直徑D4(m6.084R7(m3.668肘管段高度h4(m6.084R8(m3.5197.支墩尺寸的確定因為尾水管水平擴(kuò)散段寬度B5=12.33(m)>10(mb=(0.1~0.15)B5=0.13×12.33=1.603(R=(3~6)b=4.5b=4.5×1.603=7.214(m)l≥1.4D1=1.9×4.5=8.55(mr=(0.2~0.3)b=0.25b=0.25×1.603=0.401(m