第六讲水力机械其他过流部件工作原理 其它过流部件概述 引流部件指转轮前的过流部件，出流部件指转轮 后的过流部件。 由欧拉方程可知，为了使叶轮完成一定的能量转 换，叶轮前后的速度必须满足一定的条件。 ● 引流部件应该按叶轮要求的速度（大小和方向） 将介质引入叶轮： 出流部件应该按要求的速度将介质引入下一级或 机器的出口。 过流部件对整机的性能有重要的影响。 2008-5-1
2008-5-1 1 第六讲 水力机械其他过流部件工作原理 水力机械其他过流部件工作原理 其它过流部件概述 其它过流部件概述 z 引流部件指转轮前的过 引流部件指转轮前的过流部件，出流部件指转轮 后的过流部件。 后的过流部件。 z 由欧拉方程可知，为了 由欧拉方程可知，为了使叶轮完成一定的能量转 换，叶轮前后的速度必须满足一定的条件。 换，叶轮前后的速度必须满足一定的条件。 z 引流部件应该按叶轮要 引流部件应该按叶轮要求的速度（大小和方向） 将介质引入叶轮； 将介质引入叶轮； z 出流部件应该按要求的 出流部件应该按要求的速度将介质引入下一级或 机器的出口。 z 过流部件对整机的性能有重要的影响。 过流部件对整机的性能有重要的影响
第六讲水力机械其他过流部件工作原理 ■水轮机其他过流部件工作原理 ■水泵的其他过流部件工作原理 uema0物品 (e 2008-5-1 2
2008-5-1 2 第六讲 水力机械其他过流部件工作原理 水力机械其他过流部件工作原理 水轮机其他过流部件工作原理 水轮机其他过流部件工作原理 水泵的其他过流部件工作原理 水泵的其他过流部件工作原理
1、蜗壳（压水室）工作原理 ■1.1水轮机蜗壳的主要形式 ■12水轮机蜗壳的主要作用 ■1.3蜗壳内的流动分析 ■1.4水轮机蜗壳的作用原理 ■1.5水轮机固定导叶 ■1.6水泵出流部件的主要形式和作用 ■1.7螺旋形压水室的作用原理 ■1.8无叶扩压器和叶片式扩压器 2008-5-1 3
2008-5-1 3 1、 蜗壳（压水室）工作原理 蜗壳（压水室）工作原理 1.1 水轮机蜗壳的主要形式 蜗壳的主要形式 1.2 水轮机蜗壳的主要作用 蜗壳的主要作用 1.3 蜗壳内的流动分析 蜗壳内的流动分析 1.4 水轮机蜗壳的作用原理 水轮机蜗壳的作用原理 1.5 水轮机固定导叶 水轮机固定导叶 1.6 水泵出流部件的 水泵出流部件的主要形式 和作用 1.7 螺旋形压水室的作用原理 螺旋形压水室的作用原理 1.8 无叶扩压器和叶片式扩压器 无叶扩压器和叶片式扩压器
1.1水轮机蜗壳的主要形式 水轮机蜗壳的主要形式 圆断面金属蜗壳一 梯形断面混凝土蜗壳一 高水头小流量 低水头大流量 2008-5-1 4
2008-5-1 4 1.1 水轮机蜗壳的主要形式 蜗壳的主要形式 水轮机蜗壳的主要形式 水轮机蜗壳的主要形式 圆断面金属蜗壳— 高水头小流量 梯形断面混凝土蜗壳— 低水头大流量
1.2水轮机蜗壳的主要作用 对水轮机 (1)在转轮进口出形成一定的环量 (2)尽可能为转轮的工作创造轴对称来流条件 蜗壳的形状决定了其内部流动及出口流态 水轮机蜗壳的尺寸和速度分布 2008-5-1 5
2008-5-1 5 1.2 水轮机蜗壳的主要作用 水轮机蜗壳的主要作用 对水轮机 （1）在转轮进口出形成一定的环量 ）在转轮进口出形成一定的环量 （2）尽可能为转轮的工作创造轴对称来流条件 ）尽可能为转轮的工作创造轴对称来流条件 蜗壳的形状决定了其内部流动及出口流态 蜗壳的形状决定了其内部流动及出口流态
1.3蜗壳内的流动分析(1) 假设：蜗壳内水流为平面轴对称有势流 平面有势流■ .=1aC)_1ag =0 r or r 80 C 2=0 (C) Or =0 轴对称 a0 a(C,)_a(rC,) 0 ae ra0 d(Cr)=9 Cd0=0 Cr=const K R 蜗壳内应满足速度矩为常数！ 2008-5-1 水轮机蜗壳的尺寸和速度分布
2008-5-1 6 1.3 蜗壳内的流动分析（ 蜗壳内的流动分析（1） 假设：蜗壳内水流为平面轴对称有势流 假设：蜗壳内水流为平面轴对称有势流 1 1 ( ) 0 u r z C r C r r r θ ∂ ∂ Ω = − = ∂ ∂ ( ) 0 ( ) ( ) 0 r u u C C rC r θ θ θ ∂ = ∂ ∂ ∂ = = ∂ ∂ ( ) 0 C ru r ∂ = ∂ ( ) ( ) ( ) 0 u u u rC rC d C r dr d r r θ θ ∂ ∂ = + = ∂ ∂ Cu r = const = K 平面有势流 轴对称 蜗壳内应满足速度矩为常数！ 蜗壳内应满足速度矩为常数！
1.3蜗壳内的流动分析（1) 由连续性方程 18C+1aC=0 r or r 00 ac, =0 arC,)」 0 a0 a0 水轮机蜗壳的尺寸和速度分布 C.r const 蜗壳内应满足径向速度与半径之积为常数。 2008-5-1
2008-5-1 7 1.3 蜗壳内的流动分析（ 蜗壳内的流动分析（1） 由连续性方程 1 1 ( ) ( ) 0 r Cu rC r r r θ ∂ ∂ + = ∂ ∂ ( ) 0 0 Cu r rC θ θ ∂ ∂ = = ∂ ∂ C rr = const 蜗壳内应满足径向速度与半径之积为常数。 径向速度与半径之积为常数
1.3蜗壳内的流动分析(2) ■蜗壳内液流角为常数。 ctga const ■蜗壳内的流线形状等角螺旋线nr= r=ce Cur=const R 2008-5-1 水轮机蜗壳的尺寸和速度分布 8
2008-5-1 8 1.3 蜗壳内的流动分析（ 蜗壳内的流动分析（2） 蜗壳内液流角为常数。 蜗壳内液流角为常数。 蜗壳内的流线形状等角螺旋线 蜗壳内的流线形状等角螺旋线 0 u r C ctga const C = = ln r u C r C u C r c r ce C θ = + θ =
1.4水轮机蜗壳的作用原理 ■1)蜗壳形成的环量 蜗壳的主要尺寸 T=2πrC ■2)蜗壳出口流量（单位高度 Q=2πrC ■3)蜗壳内任意断面的流量： 360 或 水轮机蜗壳的尺寸和速度分布 Q,="C.b(r)dr-k[" 4)蜗壳内的速度矩常数 k=Cr 2008-5-1
2008-5-1 9 1.4 水轮机蜗壳的作用原理 水轮机蜗壳的作用原理 1）蜗壳形成的环量 ）蜗壳形成的环量 2）蜗壳出口流量（单位高度） 蜗壳出口流量（单位高度） 3）蜗壳内任意断面的流量： 蜗壳内任意断面的流量： 或 4）蜗壳内的速度矩常数 ）蜗壳内的速度矩常数 Vu r = const = K 2 u Γ = π rC 2 Q r = π Cr i Q Qi ϕ 360 = 0 0 ( ) ( ) R R i i i u r r b r Q C b r dr k dr r = = ∫ ∫ u k C= r 蜗壳的主要尺寸 蜗壳的主要尺寸
1.5水轮机固定导叶 ■固定导叶的结构 。座环一固定导叶+上环+下环，是蜗壳的一部分。 2008-5-1
2008-5-1 10 1.5 水轮机固定导叶 水轮机固定导叶 固定导叶的结构 固定导叶的结构 z 座环—固定导叶+上环+下环，是蜗壳的一部分。 下环，是蜗壳的一部分