大学机械--水轮机

这是一篇关于水轮机的思维导图，包括定义（水轮机是将水能转换成旋转机械能的动力设备）和分类（反击式水轮机、冲击式水轮机）。

水轮机

• 定义
  • 水轮机是将水能转换成旋转机械能的动力设备
• 分类
  • 反击式水轮机
    • 定义：将水流的压力势能和动能转变为机械能的水轮机，同时利用动能和势能进行工作，主要利用水流的势能
    • 分类
      • 混流式水轮机（辐向轴流式水轮机）
        • 定义：水流从四周沿径向进入转轮，然后近似轴向流出转轮的水轮机
        • 特点：结构简单，运行稳定且效率高
        • 实例电站：三峡电站
      • 轴流式水轮机
        • 定义：沿轴向流入转轮，沿轴向流出转轮的水轮机
        • 分类
          • 轴流定桨式
            • 轴流定桨式的转轮叶片固定在转轮轮毂上
            • 结构简单，造价低，但在偏离设计工况运行时效率会急剧下降
          • 轴流转桨式
            • 转轮叶片可以根据运行工况的改变而转动，其叶片装置角度可适应负荷变化而自动调节，以保证水轮机高效率运行，但结构复杂，造价较高
        • 实例电站：葛洲坝水电站
      • 斜流式水轮机
        • 定义：水流在转轮区内沿着与主轴成某一角度的方向流进、流出转轮
        • 特点：转轮叶片能随工况变化而自动调节，兼有轴流转桨式水轮机运行效率高，混流式水轮机抗空蚀性能好，强度高的优点。
        • 实例电站：前苏联的捷雅水电站
      • 贯流式水轮机
        • 定义：水流由管道进口到尾水管出口沿直线流动，使水流沿轴向直贯流入、流出水轮机
        • 分类
          • 全贯流式水轮机
          • 半贯流式水轮机
            • 灯泡式
            • 轴伸式
            • 竖井式
    • 特点
      • 1、水流流经转轮时，水流充满整个转轮叶片流道，利用水流对叶片的反作用力，即叶片正反面的压力差推动转轮旋转。
      • 2、利用水流的势能和动能，主要利用水流的势能
      • 3、水轮机在工作过程中，转轮完全浸没在水中
  • 冲击式水轮机
    • 组成：喷嘴、折向器、转轮和机壳
    • 特点
      • 1、在转轮工作过程中，喷嘴射流冲击部分导叶，转轮部分接触水流
      • 2、在大气压下工作
      • 3、来自压力钢管的高压水流在进入水轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击转轮的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方向的急剧改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动转轮旋转。
    • 分类
      • 水斗式水轮机（切击式水轮机）
        • 定义：转轮上装有水斗，故称为水斗式水轮机，从喷嘴出来的高速自由射流沿转轮圆周切线方向垂直冲击轮叶，故又称为切击式水轮机
        • 实例电站
          • 瑞士的毕奥德隆水电站
          • 我国拟建的墨脱水电站
      • 斜击式水轮机
        • 定义：喷嘴射流方向与转轮旋转平面斜交，射流自转轮的一侧冲击转轮，故称为斜击式
      • 双击式水轮机
        • 定义：水流由喷嘴射到转轮一侧的轮叶上，由轮叶外缘流向转轮中心，而后水流穿过转轮内部空间再一次流到转轮上，沿轮叶流向边缘，最后以很小的流速离开转轮，水流两次冲击转轮
        • 特点：结构简单、制作方便，但效率低，转轮叶片强度差