水轮机仿真模型对地面承重、平台水量和模型重量进行结构力学分析,满足刚度和强度验算,采用国标63#槽钢和#40角钢等型材焊接底座。
水斗式水轮机模型主要结构包括PMMA透明材质输水管、喷流机构、转轮、折向器和机壳等切击式水轮机工作射流中心线与转轮节圆相切,故名切击式水轮机。其转轮叶片均由一系列呈双碗状水斗组成,故又称水斗式水轮机。切击式水轮机是目前冲击式水轮机中应用广泛的一种机型。喷流机构主要由喷管、喷嘴、喷针(针阀)和喷针移动机构组成;其作用是把水流势能转化为射流动能,并通过移动喷针来调节流量 。
转轮由圆盘和固定在它上面的水斗组成,射流冲向水斗,水斗与射流相互作用,射流动能转化为转轮旋转机械能;由于承受射流,水头越高对转轮强度要求也越高。
折向器就是一块高强度钢板(和驱动装置),机组甩负荷时折向器迅速使射流偏转,避免使机组转速过快。
机壳则主要起支撑水轮机轴承、排水的作用。
值得说明的是水斗水轮机中喷流机构和折向器都不只一套,其数量因型号各异,一般水头低时选4—6个,水头高时选2—3个。
全贯流式机组模型则把发电机转子装在旋转的水轮机转轮轮缘上,发电机定子固定在流道外面周围的支承上。
全贯流式机组模型转动惯量大,能保证机组的稳定运行,避免频率波动,对水头变化较为频繁的潮汐电站模型更为有利。同时其流道和机组布置形式适合于可逆式机组,还可用于抽水蓄能模型,将径流式梯级电站的上下游水库作为抽水蓄能电站模型的上下库,利用原有水工建筑模型和机电设备就可将普通电站建成既能抽水蓄能又能发电的混合式水电站,提高径流电站在电力系统中的补偿作用;也可将贯流式机组用于排灌站,收到排水发电的双重效益。
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