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水电站指导书 | 教学文件
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一、实验目的

1.通过参观,使学生增加对水轮机的感性认识,了解各种水轮机的组成、构造特点、水流特点及工作原理,加深对课堂知识的理解。

2.了解水力发电的全过程及水轮机在其中的作用。

二、实验主要设备

1.微型水轮发电机组三台(水斗式、轴流式、混流式);

2.水轮机部件有机玻璃模型一套(混流式水轮机本体、水轮机转轮、蜗壳、尾水管);

3.转轮叶片气蚀样品一块。

三、实验内容

1.以微型水轮发电机组与部件模型相结合;(参观)

(1).混流式水轮机

了解其水流特点,蜗壳、座环、导水机构、转轮及大轴、尾水管的位置、作用及形状特征。

(2).轴流式水轮机

了解其水流特点、转轮构造、以及定桨与转桨式转轮在构造和应用上的差异。

(3).水斗式水轮机

了解其水流特点,针阀和转轮的形状、工作性能与及反击式水轮机的差异。

2.参观转轮叶片受气蚀样品

了解轴流转桨式水轮机转轮叶片受气蚀的形状,产生的原因,对水轮机的危害以及减少水轮机气蚀的措施。

※3.参观型水轮发电机的发电表演

了解水力发电的全过程以及水轮机在其中的作用;了解水轮机飞逸转速与正常转速的差异以及防止产生飞逸转速的措施。

四、实验方式

对照实物及模型、由老师讲解、提问及讨论相结合。

 

五、思考题

1.水轮机的类型有哪些?划分类型的依据是什么?各种水轮机的适用范围及其目前在国内外的发展状况如何?

2.反击式水轮机的主要组成部件有哪些?这些部件在水轮机中的位置和作用是什么?

3.什么是水轮机汽蚀现象?它产生的原因是什么?有什么危害?它易发生在水轮机的什么部位?如何减轻和防止汽蚀的危害?

4.水能如何转变为电能并送给用户?水轮机在其中起什么作用?

2 水锤及调压室水位波动演示实验

一、实验目的

1.通过实验,使学生增加对水锤及调压室水位波动的感性认识,巩固和加深水锤压力及调压室水位波动的基本概念和基本理论;

2.初步了解水锤压力及调压室水位涌浪的测量方法测量仪器。

二、实验主要仪器和装置

1.水箱

2.调压室:有机玻璃制作,有圆筒式和差动式;

3.压力表或压力传感器接动态应变仪;

4.球型阀门引水管道及阀门;

5.引水管道:有机玻璃制作。 

三、实验方法和步骤:

1.水锤现象观测

(1)关闭调压室阀门(调压室不投入运行),开启管末阀门,待水流稳定后记下压力表读数。然后突然关闭管末阀门,同时记下压力表最大读数。压力表读数的变化即为突然关闭阀门时管末的最大水锤压力。

(2)开启管末阀门控制在适当开度,待水流稳定后记下压力表读数。然后将阀门急速加大到某一开度,并保持不变,同时记下压力表的最小读数,即测得突然开启阀门时管末的负水锤压力。

(3)打开调压室阀门,重复第(1)步骤操作,测得调压室投入工作后管末的最大水锤压力。比较(1)与(3)步骤水锤压力的大小,即可说明调压室对减少水锤压力的作用。

2.调压室水位波动现象观测

(1)打开调压室阀门,开启管末阀门,控制简单调压室内的水位在适当位置,并记下水位高程。

(2)突然关闭管末阀门,同时按下秒表,观察调压室内水位上升的情况,当水位上升到最高点时,记下水位高程及所经历的时间(秒)。而后,观察水位下降的情况,当水位下降到最低点时,记下水位高程及所经历的时间(秒)。如此,调压室水位升降交替变化,最后稳定在一个水位上。

(3)开启管末阀门,控制调压室内水位在适当高的位置,待水流稳定后,记下水位高程。而后将阀门急速加大到某一开度,并保持不变,观察调压室水位下降、上升交替变化的情况。

(4)在简单调压室内加入升管,即变为差动式调压室。重复第(2)步骤操作,记下调压室内水位上升和下降的最大值以及相应的时间,比较两次试验调压室水位的变化值以及波动衰减情况。

四、试验方式

先由指导老师边讲解、边演示,然后由学生亲自操作演示。

五、思考题

1.水电站压力水管为什么会产生水锤?水锤波传播速度与哪些因素有关?

2.影响水锤压力大小的主要因素有哪些?减少水锤压力的措施有哪些?

3.调压室水位波动的规律怎样?波动振幅的大小取决于哪些因素?

4.比较简单圆筒式调压室与差动式调压室水位波动情况,分析它的水力特点及应用条件。

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