5、两个水轮机的液流如果是力学相似时，必需具备三个条件： 几何相似 、 运动相似 、和 动力相似 。

6、在反击式水轮机中， 混流式 水轮机的应用水头范围最为广泛， 贯流式 水轮机应用水头较低，常用于潮汐电站。

7、以 单位参数n11、Q11 纵、横坐标轴的特性曲线称为水轮机的模型综合特性曲线，以 工作参数H、P 为纵、横坐标轴的特性曲线称为水轮机的运转综合特性曲线。

8、混流式水轮机的转轮由 上冠 、 下环 、 叶片 组成。

9、在反击式模型水轮机能量试验中，试验的主要目的是确定 水轮机的性能 ，主要测量的参数有 水头 、 流量 、 转速 和 出力 测量；

10、混流式水轮机引水室包括 开敞式引水室 、 罐式引水室 、 蜗壳式引水室 。 四、计算题（20分，每小题10分）

1、已知ZZ440-LH-330型水轮机轮毂比dB/D1=0.5，导叶相对高度b0/D1=0.375，导叶出口水流角α0=50o，设计水头Hr=33.73m，设计工况下单位转速n11=120转/分，单位流量Q11=900升/秒，试求D=2.64m的圆柱层上转轮进口的速度绝对速度V1、相对速度W1和角度相对速度与圆周速度的夹度β1（不计叶片排挤，并设轴面水流均匀分布，导叶出口至转轮进口流动无撞击）。

解：

2、已知模型混流式水轮机的转轮直径

r/min，流量

(1)原型机组直径

m/s,试求： 米和水头

米，在相似工况下的转速和流量；

3

米，试验水头米，模型机组在最优工况下的转速

(2)根据给定的直径决定最优工况的单位参数；

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(3)已知模型水轮机在最优工况时的效率为0.90，求原型水轮机在最优工况时的效率。 解：(1)

由：

有：(2)

(3)

五、问答题（30分，每小题15分）

1、混流式尾水管的作用？（要求说明三种情况：没有尾水管、圆柱形尾水管、直锥形尾水管，并推导出回收能量的形式和多少）（15分）。 答：尾水管的作用为：

①将转轮出口处的水流引向下游；

②利用下游水面至转轮出口处的高程差，形成转轮出口处的静力真空； ③利用转轮出口的水流动能，将其转换成为转轮出口处的动力真空。

⑴没有尾水管时，转轮利用的能量为：

转轮后至下游水面高差没有利用，同时损失掉转轮出口水流的全部动能；

⑵具有圆柱形尾水管时，转轮利用的水流能量为：

比没有尾水管时多利用了吸出水头，但动能仍然损失掉了，且增加了尾水管内损失

⑶具有扩散型尾水管时，转轮利用的水流能量为：

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用扩散型尾水管代替

圆柱型尾水管后，出口动能损失由减少到，所恢复的动能为：。

2、混流式水轮机和水斗式水轮机的基本结构各有哪些主要部件？其模型综合特性曲线各有什么特征？（15分） 答：混流式水轮机的主要部件包括蜗壳、固定导叶、活动导叶、转轮和和尾水管。

水斗式水轮机的主要部件包括进水管、喷管、转轮、外调节机构、副喷嘴、机壳和排水坑渠。

混流式水轮机模型综合特性曲线由等效率线、等开度线、等空化系数线与出力限制线所构成。混流式水轮机模型综合特性曲线上通常标有5%出力限制线。

水斗式水轮机模型综合特性曲线等效率曲线扁而宽，一般不标注出力限制线，

习题一

1．水轮机的基本工作参数通常有哪几个？它们的代表符号和单位是什么？ 2．什么叫水轮机的设计水头、最大水头、最小水头和净水头？

3．某河床式电站在设计水头下：上游水位Z上=63m，下游水位Z下=44.4m，通过某台水轮机的流量m/s,发电机效率, 水轮机效率，如忽略引水建筑物中的水力损失，试求水流出力、水轮机出力和机组出力。 4．现代水轮机的基本类型有哪些？它们的适应水头怎样？

5．了解我国已建及正在建的大型水电站的机组的单机容量和适用水头。 6．反击式和冲击式水轮机在能量转换上有何区别？

7．解释水轮机型号： HL160-LJ-520、 ZZ560-LH-800、GD600-WP-250、2CJ30-W-120/2×10。 8. 贯流式机组主轴都采用卧轴布置的优缺点有哪些？

习题二

1.混流式水轮机的性能如何？

2.混流式水轮机由哪几大部分组成？其工作过程怎样？ 3.水轮机的类型有几种，各种类型水轮机有何优缺点？ 4.转轮的作用是什么？转轮一般由哪几部分组成？

5.混流式水轮机转轮与轴流式水轮机在结构上有何异同点？ 6.止漏环有哪几种类型，其作用范围怎样？ 7.什么叫水轮机的轴向水推力？如何估算？

8.减压装置有几种类型？它们的工作的原理是怎样的 9.引水室的作用是什么？它有几种类型？

10．金属蜗壳的应用条件、结构类型和一般的受力特点是怎样的？

11．导水机构的作用是什么，它有几种类型？一般用来调节流量的方法有几种？ 12．导水机构的传动机构有何作用？它有哪几种类型？

13．导叶的数目、开度、高度及相对高度、偏心距、进口角和出口角等用什么符号代表？ 基本概念如何？ 14．说明水轮机顶盖和底环的结构以及其和其它部件的装置关系？ 15．尾水管的类型有几种，各有何优缺点，其作用是什么？ 16.试用伯努里推导尾水管回收动能原理。 17．减轻尾水管振动的措施通常有几种方法？

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18．说明补气装置的作用？

19．尾水管的十字架补气和短管补气装置结构怎样？应用范围如何？ 习题三

1.轴流式和混流式转轮中水流运动各有什么特点？

2.什么叫水轮机的速度三角形？反击式水轮机转轮叶片的进、出口角是怎样定义的，画草图说明？ 3.轮转的圆周速度如何确定？ 4.水轮机基本方程的基本意义是什么？

5.什么叫水轮机的最优工况？什么叫无撞击进口？什么叫法向出口？

6.画出混流式水轮机在非最优工况下（水头不变、流量减小；流量不变、水头减小）叶片进出口速度三角形，并标明各量？

7.在水轮机水头和转速不变的情况下如何调节水轮机流量，当流量改变是混流式水轮机转轮进出口速度三角形将发生什么变化（以流量增加和减少一种情况为例）

8.反击式水轮机的损失有哪些内容？水轮机效率有哪几部分组成，并说明各部分的意义。

习题四

1.解释空化、空蚀现象。 2.水轮机的汽蚀是怎样形成的？

3.水轮机汽蚀有哪几种类型？翼型汽蚀和空腔汽蚀是怎样产生的？ 4.空蚀对金属材料表面的侵蚀破坏有哪几种作用，并作简要说明。 5.空化和空蚀对水轮机影响包括哪几方面？

6.画出翼型压力分布曲线草图，说明翼型正背面的水压力分布特点。 7.写出水轮装置汽蚀系数公式，说明各符号意义。 8.水轮机汽蚀系数的基本意义是什么？

9.什么叫水轮机的吸出高度？写出带有汽蚀安全系数的允许吸出高度计算公式并说明各符号的意义。 10.水轮机的安装高层是如何确定的？

11.影响水轮机汽蚀破坏程度通常有哪几个主要因数？ 12．对于已经投入运行的机组，减轻汽蚀破坏通常有哪些措施？ 13.尾水管中的旋转涡带是怎样形成的？其运动特点怎样？ 14．自然补气的形式有几种，各有什么优缺点？

15.为什么水电站空化系数大于水轮机汽蚀系数时水轮机不发生叶型汽蚀？并说明水轮机的汽蚀系数和哪些因数有关。

习题五

1．什么叫水轮机系列？

2．水轮机的相似条件是什么？主要内容有哪些？

3．什么叫水轮机的相似定律？什么叫水轮机的单位流量、单位转速和单位出力？ 4．相似水轮机的单位参数是如何换算的？

5．什么叫水轮机的比转速？说明水轮机比转速的意义？

6．为什么说比转速是一个重要的相似判别数？比转速的大小和转轮的形状变化有什么关系？

7．为什么说比转速越高，能量性能越好，汽蚀性能越差，并说明高比转速的水轮机适用低水头的理由? 8．混流式水轮机的模型综合特性曲线是如何绘制的？

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