3.9. Дополнительные указания
На эксплуатационной характеристике необходимо замкнуть те изолинии КПД, которые замыкаются в поле характеристики в диапазоне от Н max до Нmin.
Рекомендуется строить каждую группу графиков на отдельном листе, но в одинаковом масштабе шкалы мощности.
На эксплуатационной характеристике за линией ограничения необходимо иметь хотя бы по одной изолинии каждого параметра.
Этап 4. Расчет и построение бетонной спиральной камеры
Расчет спирального подвода производится в соответствии с методикой, изложенной в курсе лекций.
Если нет особых условий, то проектируемая турбина должна иметь вращение по часовой стрелке, если смотреть со стороны генератора. Спиральная камера должна быть вычерчена для такого же направления вращения.
Исходными данными для расчета спиральной камеры являются:
1. Угол охвата спиральной камеры – φсп – принимается по УХ.
2. Наружный радиус входного сечения – Rвх – принимается по УХ.
3. Диаметр расположения входных кромок статора – Dнар = 1.63*D1.
4. Диаметр расположения выходных кромок статора – Dвн = 1.38*D1.
5. Высота статора – B ст = B 0 + 0.0033*D1.
6. Закон изменения положения вершин сечений – линейный.
7. Допустимые средние скорости воды во входном сечении – из рис.3.
Рис.3. Допустимые скорости во входном сечении для бетонных СК.
Форма входного сечения может быть принята симметричной или развитой вниз (с горизонтальным потолком). Такую конфигурацию не следует рассматривать как лучшую по гидравлическим свойствам, а лишь как упрощающую рекомендацию.
Необходимо рассчитать 6 – 8 промежуточных сечений спирали, определить по ним требуемый угол их расположения в плане и построить график φсп = f (Ri ) и проверить его плавность. После этого разбить угол охвата спиральной части камеры на интервалы с Δ φсп = 150 (180) и построить план спирали. Допускается соединение узловых точек отрезками прямых.
Поперечные размеры подводящей части, пересчитываемые с УХ, должны обеспечить применение стандартизованных щитовых затворов (обычно их ширина кратна 0,5 м). При ширине подвода более 7 – 8 м рекомендуется установить промежуточный бычок, толщину которого можно приближенно назначить из выражения:
b ≥ 1 + Q т max / 400. (4.1)
В этом случае внутренний размер подводящей части должен быть увеличен на толщину бычка. Размеры подвода должны быть увязаны с размерами в плане выходного сечения отсасывающей трубы, Поэтому назначать окончательные размеры спирали следует после определения размеров отсасывающей трубы.
Этап 5. Подбор и контрольный расчет отсасывающей трубы
В проекте для вертикальных агрегатов будут применяться изогнутые отсасывающие трубы. Если нет особых требований руководителя, то для проектируемой турбины следует использовать отсасывающую трубу геометрически подобную модельной турбине.
Основные размеры отсасывающей трубы должны быть пересчитаны по отношению диаметров модели и натуры. Однако полное подобие обычно недостижимо, поскольку выходное сечение должно соответствовать размерам щитовых затворов. Так же как и для спиральной камеры может потребоваться установка промежуточного бычка.
Следует стремиться к получению одинаковой ширины спиральной камеры и выхода отсасывающей трубы и их равномерному расположению относительно оси вращения агрегата. В этом случае обеспечивается наиболее рациональная ширина блока, а, следовательно, и минимальная ширина здания ГЭС. Этого можно достичь главным образом посредством изменения эксцентриситета отсасывающей трубы. Высота выходного сечения может быть откорректирована после уточнения ширины в соответствии с величиной необходимой площади. Следует иметь в виду, что верхний обрез выходного сечения должен быть при всех условиях заглублен под горизонт нижнего бьефа на 0,3 – 0,5 м.
По окончательно принятым размерам отсасывающей трубы необходимо построить графики изменения средней меридианной скорости и средней удельной кинетической энергии потока (Е = 100*V2/2gH) для оптимального режима при Нр и режима максимального расхода (Рис.4).
В качестве узловых точек можно принять следующие сечения: входное сечение конуса, входное сечение колена, выходное сечение колена, сечения начала бычка и его полной ширины (при наличии) и выходное сечение диффузора. (Длина средней линии колена определяется ориентировочно по эскизу отсасывающей трубы).
Рис.4. Распределение параметров по длине отсасывающей трубы турбины ПЛ20-В-600