Этап 2. Расчет и построение рабочих характеристик гидротурбины

Для выбранной турбины необходимо рассчитать и построить зависимости h = f₁ (N), Н ^доп_s = f₂ (N) и Q = f₃ (N) при синхронной частоте вращения n _синх для четырех значений напора (Н _max , Н _ср, Н _p, Н _min).

Среднее значение напора Н_ср (с округлением до 0,5 м) определяется следующим образом:

Н _ср = (Н _р + Н _max)/2, если (Н _max - Н _p) > (Н _р – Н _min);

Н _ср = (Н _р + Н _min)/2, если (Н _max - Н _p) < (Н _р – Н _min).

Расчет производится на основании УХ выбранной модели. Данные расчета рекомендуется приводить в табличной форме.

Таблица 5

	Модель nI' = _________(об/мин)					Натура Н = ­______м; k Q = _____; k N = ______.
№ точек	h м	QI', м3/с	s	h м σ	QI' σ , м3/с	h н	Q, м3/с	N, кВт	Н допs, м	N σ, кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

2.1. Определение значения приведенной частоты вращения

Такие таблицы заполняются для каждого напора. Каждому напору соответствует определенное значение приведенной частоты вращения, определяемое по формуле

n_I^' _i = n _синх * D₁ / (m * H_i)^0.5 , (2.1)

2.2. Значения кпд, приведенного расхода и коэффициента кавитации σ

В графы 2 и 3 табл. 5 записываются значения КПД модели и приведенного расхода, определяемые по УХ в точках пересечения линии n_I^' = Const с изолиниями КПД. Рекомендуется пересчитать и режимы с наибольшим значением КПД модели при каждом n_I^', которые определяются по УХ в середине между точками пересечения n_I^' = Const с центральной изолинией КПД.

В графы 4, 5 и 6 записываются значения коэффициента кавитации σ, КПД модели и приведенного расхода, определяемые по УХ в точках пересечения линий n_I^' = Const с изолиниями σ. При этом значения КПД модели определяются путем линейной интерполяции.

2.3. Значения кпд, расхода и мощности натурной турбины

В графы 7, 8 и 9 записываются значения КПД, расхода и мощности натурной турбины, вычисляемые по формулам:

h _н = h _м + Δ h , (2.2)

Q = D₁² * (m*H)^0.5 * Q_I^' = k_Q * Q_I^' , (2.3)

N = 9.81*D₁² * (m*H)^1.5 * Q_I^' * h_м = k_N * Q_I^' * h_м . (2.4)

Здесь Δ h - поправка на масштабный эффект, вычисленная для оптимального режима, и условно принимаемая постоянной для всей рабочей зоны турбины; m – вычисленное по (1.6) отношение КПД натуры и модели. Значения Q_I^' и h_м берутся из граф 2 и 3 таблицы 5.

2.4. Значения допустимой высоты отсасывания

В графах 10 и 11 записываются значения допустимой высоты отсасывания, вычисляемые по (1.13) для рассчитываемого значения напора, и соответствующие им значения мощности натурной турбины:

N_σ = k_N * Q_I^'_,σ* h_м,σ , (2.5)

где k_N, определен в (2.3), а значения Q_I^'_{, σ} и h_{м, σ} берутся из граф 5 и 6.