3.1.2 Визначення розмірів камери робочого колеса

Робоче колесо знаходиться в камері робочого колеса, яка обмежує із зовнішньої сторони простір, в якому обертається робоче колесо та забезпечує оптимальний характер потоку. Камера робочого колеса повинна бути виконана такою щоб забезпечити мінімум об’єму води, який проходить біля лопатевої системи за рахунок зменшення проміжків між лопатями робочого колеса і внутрішньою поверхнею камери робочого колеса.

Діаметр горловини:

D _гор = (0,97-0,98) ∙D₁ ; (3.8)

D _гор = 0,98∙5.0=4.9 (м).

Діаметр корпусу робочого колеса:

d _вт = (0,35-0,4) ∙D₁; (3.9)

d _вт = 0,36 ∙ 5,0=1,8 (м).

Довжина камери робочого колеса:

L_K= (0,25-0,3) ∙D₁ ; (3.10)

L_K= 2,6∙5,0=1.3(м).

Відстань від осі розвороту лопатей робочого колеса до горловини:

l = (0,17-0,2) ∙D₁; (3.11)

l = 0,2∙5,0=1(м).

Кількість лопатей робочого колеса 4

Щілина між камерою і лопатями робочого колеса складає 0,001 D₁:

0,001∙5=0,005(м).

Схема робочого колеса зображена на рис. 3.1.

3.1.3 Напрямний апарат

Напрямний апарат гідротурбіни служить для створення і зміни циркуляції потоку, що виступає на робоче колесо і для регулювання витрат води, а відповідно потужності і швидкості обертання агрегату, для захисту агрегату від розгону. Зміна витрати води через турбіну досягається поворотом системи напрямних лопаток, розміщених рівномірно по поверхні.

Поворотом лопаток на відкриття чи закриття здійснюється також пуск і зупинка турбіни.

В горизонтальних гідротурбінах застосовують два типи напрямних апаратів: радіальні і конічні. В них перо лопатки має просторову гвинтоподібну форму із профілем поперечного перерізу, поступово зростаючи по мірі наближення до зовнішнього торця. Ексцентриситет профілю лопатки вибирається таким, що при закритому положенні напрямних лопаток гідравлічний момент рівний нулю, або діє на закриття. Величина відкриття напрямного апарату обчислюється кутом повороту лопаток.

Приймаємо конічний напрямний апарат. Кут нахилу лопаток до горизонтальної осі агрегату складає 60°.

Висота напрямного апарату :b₀=2.0(м), α=60º.

L_O - відстань між робочим колесом і напрямним апаратом;

L_O=(0,7-0,85)∙D₁, (3.12)

L_O=0,8∙5=4 (м).

Діаметр турбінної камери в зоні напрямного апарата приймається:

D_н.а=(1,8-1,9)∙ D₁; (3.13)

D_н.а=1,8∙5,0=9 (м).

Кількість лопаток напрямного апарата приймається при D₁<5,5м -16

лопаток, оскільки D₁=5м приймаємо 16 лопаток.

Схема напрямного апарата зображена на рис. 3.1.

3.1.4 Визначення розмірів капсули

Діаметр капсули :

D_К = (1,1-1,2)D₁; (3.14)

D_К =1.2∙5,0 =6 (м).

D_К уточнюється з підприємством, який виготовляє генератор.

Довжина капсули:

L_К = (2.4-2.6) D₁; (3.15)

L_К = 2.6∙5,0=13 (м).

Довжина профілю верхньої колони приймається:

l_b = (0,4-0,6) D₁; (3.16)

l_b = 0,6∙5,0 =3 (м).

Товщина профілю верхньої колони приймається:

b_в = (0,45-0,5) l_b; (3.17)

b_в = 0,5∙3 =1,5 (м).

Довжина профілю нижньої колони становить:

l_н = (0,2-0,3) D₁; (3.18)

l_н = 0,3∙5,0=1,5 (м).

Товщина профілю нижньої колони приймається:

b_н = (0,45-0,5) l_н; (3.19)

b_н = 0,5∙1,5 =0,75 (м).

Навколо капсули встановлюють 6-12 розтяжок, один кінець якої закріплюється в капсулі, другий в бетоні. Призначення розтяжок – запобігти агрегат від поперечних коливань і вібрації .

Довжина розтяжки визначається:

; (3.20)

(м),

де D_Т діаметр турбінної камери ; D_К – діаметр капсули .

Діаметр розтяжки приймається конструктивно.

Схема капсули зображена на рис. 3.2.