《水电站 HYDROPOWER ENGINEERING》课程教学资源（PPT课件讲稿）水电站建筑物——水击及调节保证（2/3）

水电站" YDROPOWER ENGINEERING 四、简单管水击化公式 s计算水击的方法:简化公式法、图解法、电算法等。 s在进行水击计算时最关心的是求出水击压强的最大值与最小 值。简化公式法给出了求解水击压强最大值与最小值的简化 公式,计算简洁,但因假设条件较多,在复杂边界条件下精 度不够

计算水击的方法：简化公式法、图解法、电算法等。 在进行水击计算时最关心的是求出水击压强的最大值与最小 值。简化公式法给出了求解水击压强最大值与最小值的简化 公式，计算简洁，但因假设条件较多，在复杂边界条件下精 度不够。 四、简单管水击简化公式 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING 简单管末端阀门处各相末水击方程式 ◆条件:不计管路水头损失,末端为水斗式水轮机喷嘴 ◆关闭情形 第一相末:式(9-17) ≤第二相末:p163最后一行方程式 ≤任意相末水击方程式:式(9-18) ≤说明:式(9-18)为连锁方程式,开度变化规律任意, 但为已知 ◆开启情形 s第一相末水击方程式为式(9-19) 第n相末水击方程式为式(9-20) 九常

简单管末端阀门处各相末水击方程式 条件：不计管路水头损失，末端为水斗式水轮机喷嘴 关闭情形 第一相末：式（9-17） 第二相末：p163最后一行方程式 任意相末水击方程式：式（9-18） 说明：式（9-18）为连锁方程式，开度变化规律任意， 但为已知。 开启情形 第一相末水击方程式为式（9-19） 第n相末水击方程式为式（9-20） 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING 直接水击 ◆调节时间tt,在开度变化终了之前,从水库反射回来的 压力波对水管末端水压强产生影响。计算比较复杂,既要 考虑水轮机开度变化影响,又要考虑反射波的影响。 N 九

直接水击 调节时间t s≤ tr ,水管末端仅受向上游传递水击波的影响。 直接水击只与流速变量有关，与启闭时间、规律和水管长 度无关。 间接水击 调节时间t s＞ t r，在开度变化终了之前，从水库反射回来的 压力波对水管末端水压强产生影响。计算比较复杂，既要 考虑水轮机开度变化影响，又要考虑反射波的影响。 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站" YDROPOWER ENGINEERING 间接水击的类型 ≤反射波与入射波的比值为反射系数r,水库反射系数 r=1;阀门处的反射系数r=(1pτ)/(1+pτ)。 ≤第一相水击:最大水击压强出现在第一相末。它是高 水头电站的特征。 ≤极限水击:最大水击压强出现在第m相末。它是低水头 电站的特征。 九

间接水击的类型 反射波与入射波的比值为反射系数r，水库反射系数 r=-1；阀门处的反射系数r=（1-ρτ）/（1+ρτ）。 第一相水击：最大水击压强出现在第一相末。它是高 水头电站的特征。 极限水击：最大水击压强出现在第m相末。它是低水头 电站的特征。 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站" YDROPOWER ENGINEERING ◆间接水击的计算 关闭情形 ◆第一相水击计算简化公式(式9-17与式9-17) ◆极限水击计算简化公式(式9-23与式9-23) s开启情形 ◆第一相水击计算简化公式(式9-19与式9-19) ◆极限水击计算简化公式(式9-24与式9-24) ◆间接水击类型的判别 ≤根据图96。 九

间接水击的计算 关闭情形 第一相水击计算简化公式（式9-17与式9-17‘） 极限水击计算简化公式（式9-23与式9-23‘） 开启情形 第一相水击计算简化公式（式9-19与式9-19‘） 极限水击计算简化公式（式9-24与式9-24‘） 间接水击类型的判别 根据图9-6。 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING ≤水击计算简化公式应用的条件:简单管、水管末端为 水斗式水轮机(喷嘴)、管路水力损失不计、直线关 闭规律,关闭时间超过三相,-p△τ<1 ≤若管未为反击式水轮机,需将简化公式计算值修正。 混流式机组近似为1.2倍,轴流式机组近似为14倍

水击计算简化公式应用的条件：简单管、水管末端为 水斗式水轮机（喷嘴）、管路水力损失不计、直线关 闭规律，关闭时间超过三相，-ρΔτ＜1。 若管末为反击式水轮机，需将简化公式计算值修正。 混流式机组近似为1.2倍，轴流式机组近似为1.4倍。 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HY DROPOWER ENGINEERING 简单管水击沿管长分布 ◆仅有水管末端的最大与最小水击压强不够,还需要知道水 管中任一断面的最大、最小压强 ◆极限水击情形,简单管任意断面最大、最小水击压强用式 (9-25)与式(9-25)计算。 ◆第一相水击情形,简单管任意断面最大、最小水击压强用 式(9-26)与式(9-26)计算

简单管水击沿管长分布 仅有水管末端的最大与最小水击压强不够，还需要知道水 管中任一断面的最大、最小压强。 极限水击情形，简单管任意断面最大、最小水击压强用式 （9-25）与式（9-25‘）计算。 第一相水击情形，简单管任意断面最大、最小水击压强用 式（9-26）与式（9-26‘）计算。 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING ◆五、复条管水击近似公式 串联管水击近似公式 ◆用简化公式计算 ≤水击波速采用加权平均值 ≤流速采用加权平均值 分岔管水击近似计算 ◆假想所有机组合并为一台大机组,以假想管与主管组成串 联管进行计算 ◆直接用支管与主管组成串联管

 五、复杂管水击近似公式 串联管水击近似公式 用简化公式计算 水击波速采用加权平均值 流速采用加权平均值 分岔管水击近似计算 假想所有机组合并为一台大机组，以假想管与主管组成串 联管进行计算 直接用支管与主管组成串联管 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

水电站 HYDROPOWER ENGINEERING ◆六、水击图解法 基本原理 ◆横坐标为流速相对值,纵坐标为水击压强相对值 ◆逆向方程与顺向方程表达的两条直线 ◆管内部断面B求解 ◆水管进口断面D求解 ◆水管末端断面A求解 求解例 ◆某水电站静水头120m,压力水管长400m,最大流速45m/s, 水击波速1000m/s,净调速时间24s,管末为水斗式水轮机, 直线关闭规律,求丢弃全负荷时管进口D断面、管中B断面 以及管未A断面的水击压强

 六、水击图解法 基本原理 横坐标为流速相对值，纵坐标为水击压强相对值 逆向方程与顺向方程表达的两条直线 管内部断面B求解 水管进口断面D求解 水管末端断面A求解 求解实例 某水电站静水头120m，压力水管长400m，最大流速4.5m/s， 水击波速1000m/s，净调速时间2.4s，管末为水斗式水轮机， 直线关闭规律，求丢弃全负荷时管进口D断面、管中B断面 以及管末A断面的水击压强。 水电站 HYDROPOWER ENGINEERING

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