1、3.4 3.4 蜗壳的型式及主要参数选择 1 一、蜗壳的功用及设计基本要求 设计要求： （1）过水表面应光滑、平顺。 （2）保证水流均匀、轴对称地进入导水机构。 （3）保证水流在进入导水机构前具有一定的环 量。 （4）具有合理的断面形状和尺寸。 （5）具有必要的强度和合适的材料。 2 3 二、型式 1、混凝土蜗壳：H40m。用于低水头大流 量的电站。节约钢材，钢筋混凝土浇筑， “T”形断面。 2、金属蜗壳：当H40m时采用金属蜗壳。 其断面为圆形，适用于中高水头的水轮机。 （1）钢板焊接：H=40200m，钢板拼装焊 接。 （2）铸钢蜗壳：H200m，钢板太厚，不易 焊接，与座环一起铸造而成。
2、 4 混凝土蜗壳 5 混凝土蜗壳 6 金属蜗壳 7 钢板焊接金属蜗壳 8 铸钢蜗壳 9 1、断面型式与断面参数 (1)金属蜗壳：圆形。结构参数：Da 、Db、b0、i、Ri 三、蜗壳的主要参数 10 (2)混凝土蜗壳：“T”形。有四种型式： 11 12 混凝土蜗壳进口断面形状的选择 =2030,常取=30 。 当n=0,=1015,b/a=1.51.7，可达2.0。 当mn,=1020, (b-n)/a=1.21.7 ,可达1.85 。 当mn,=2035,(b-m)/a=1.21.7,可达1.85 。 中间断面:蜗壳顶点、底角点的变化规律按直 线或抛物线确定。 13 14 15 2、 蜗壳包
3、角 蜗壳末端(鼻端)到蜗壳进口断面之间的中心 角0： 16 (1) 金属蜗壳： 0=340350，常取345 0大，过流条件好，但平面尺寸增大， 厂房尺寸加大。金属蜗壳的流量小，尺寸 小，一般取较大包角；从构造上讲，最后 100内，断面为椭圆，但仍按圆形计算。 17 (2)混凝土蜗壳 ： Q大,允许流速小，尺寸大，为减小平面尺 寸,0=180270，一般取180，一部分水流 直接进入座环和导叶，为非对称入流，对转 轮不利。 18 3、蜗壳进口断面平均流速： VcFchw； VcFchw； 一般由HrVc曲线确定VC。 19 20 四、蜗壳的水力计算 水力计算的目的：确定蜗壳各个断面的 尺寸，绘
4、出蜗壳平面和断面单线图， 为厂房设计提供依据。 1、蜗壳中的水流运动 径向分速度： 圆周分速度：Vur=k 或者Vu=C=Vc 按Vu=Vc=C假定计算 已知： 等断面型式下进行 ： 21 2、金属蜗壳水力计算 （1）断面流量 ： 断面半径： 断面中心距： 断面外半径： 22 蜗壳水力计算 23 （2）进口断面（i= 0 ） 断面流量： 断面半径： 断面中心距： 断面外半径： 24 （3）中间断面（i= ） 25 由此可以绘出蜗壳断面单线图 和平面单线图。 步骤： (a) 确定0 和VC ； (c) 由i确定Fi、i、Ri。 (b) 求F0、max、Rmax； 26 3 、混凝土蜗壳的水力计算(半解析法) 27 3 、混凝土蜗壳的水力计算(半解析法) （1）确定进口断面尺寸 （2）确定中间断面顶角与底角点的变化规 律（直线或抛物线），以虚线表示并画 出1、2、3.等中间断面。 根据水电站具体情况选择断面型式， 并确定a，b，m，n，R0，使F=F0 （3） 测算出各断面的面积，绘出：F = f(R) 关系曲线。 28 （4）按 ，绘出F = f() 直线。 （5）根据计算需要，选定若干个i（一 般隔15、30 或45 取一个），由图查 出相应的Ri及断面尺寸，绘出蜗壳断面 单线图和平面单线图。 29
