调压井课程设计.doc
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1、水电站课程设计计算书水电站课程设计计算书 目录一、设计课题3二、设计资料及要求31、设计资料见课程设计指导书、任务书32、设计要求3三、调压井稳定断面的计算31、引水道的水头损失计算3(1)局部水头损失计算3(2)沿程水头损失计算42、引水道的等效断面面积计算63、调压井稳定断面计算7四、调压井水位波动计算81、最高涌波水位计算81)、当丢弃负荷:300000kw时,采用数解法82)、当丢弃负荷为4500015000时,采用图解法:92、最低涌波水位101) 丢弃负荷度为300000KW时(数解法)102)增加负荷度为30000-45000KW时(两种方法)11五调节保证计算131、检验正常工
2、作情况下的水击压力132、检验相对转速升高是否满足规范要求16六、参考文献16七、附图:17附图1:丢弃负荷时调压井水位波动图17附图2:增加负荷时调压井水位波动图17一、设计课题:水电站有压引水系统水力计算。二、设计资料及要求1、设计资料见课程设计指导书、任务书;2、设计要求:(1)对整个引水系统进行水头损失计算;(2)进行调压井水力计算求稳定断面;(3)确定调压井波动振幅,包括最高涌波水位和最低涌波水位;(4)进行机组调节保证计算,检验正常工作状况下水击压力、转速相对值升高是否满足规范要求。三、调压井稳定断面的计算1、引水道的水头损失计算(1)局部水头损失计算表局部水头损失采用如下公式计算
3、:表1局部水头损失计算表栏号引水建筑物部位及运行工况断面面积()局部水头损失系数局部水头损失 (m)合计(m)1进水口拦污栅61.280.121.630.3072进口喇叭段29.760.105.763闸门井24.000.2017.724渐变段23.880.054.475隧洞进口平面转弯23.760.076.330.2036末端锥管段19.630.1013.247调压井正常运行19.630.1013.242.2048增一台负荷,从调压井流入管道19.631.50198.619 压力引水管道上水平段平面转弯19.630.045.304.46710下水平段平面转弯9.080.0849.5111斜井顶
4、部立面转弯19.630.0911.9212斜井底部立面转弯9.080.0955.6913锥管9.080.0849.5114三台机满发1叉管19.630.3039.7215三台机满发2叉管19.630.4559.5816一台机满发1叉管19.630.2735.7517一台机满发2叉管19.630.2735.7518蝴蝶阀9.080.1486.64本表计算中Q=102m3/s,g=9.8m/s2(2)沿程水头损失h程计算表沿程水头损失采用如下公式计算: 表2 沿程水头损失计算表栏号引水道部位过水断面面积W()湿周(m)水力半径R(m)引水道长(m)h程 (m)合计(m)1进水口喇叭口进水段29.7
5、621.981.35406.04522.6590.0072闸门井段24.0020.001.20005.67624.1340.0133渐变段23.8818.641.281110.012603.3900.0224隧洞D=5.5M段23.7617.281.3756469.6543724.60.8155锥形洞段21.6516.491.31255.07423.1540.0116调压井前管段19.6315.711.250010.9821161.590.03771号叉管19.6315.711.250035.7468881.180.10981-2号叉管19.6315.711.250029.2156296.01
6、0.04092号叉管19.6315.711.250012.2323570.70.00410锥管段13.8513.191.05003.9719392.710.00311D=3.4段9.0810.680.850021.25320107.10.056其中 栏1、2 、3、4、5、6、7的流量Q为102m3/s,根据压力管道相关参数表得7栏的流量为96.9,;8栏的流量为64.6,; 9、10、11栏流量为32.3 查规范和资料得到糙率n,进水口取0.013,隧洞取最小值0.012,压力管道取最大值0.013 调压井前引水道的水头损失压力管道的水头损失(压力管道长度为113.3m,较长不计局部水头损失
7、)整个引水系统的水头损失2、引水道的等效断面面积计算其中L 为调压井前引水道的长度L=拦污栅长度+喇叭口进口段长度+闸门井段长度+渐变段长度+(D=5.5M洞段长度)+锥形洞段长度+调压井前管段长度=4.1+6.0+5.6+10.0+469.6+5.0+10.98=511.28m 栏号引水道部位过水断面fi(m2)Li(m)(1)拦污栅61.284.10.067(2)喇叭口进水段29.766.00.202(3)闸门井段24.005.60.233(4)渐变段23.8810.00.419(5)D=5.5m23.76469.619.764(6)锥形洞段21.655.00.231(7)调压井前管段19
8、.6310.980.559计算表引水道的等效断面面积: m23、调压井稳定断面计算为使求得的稳定断面满足各种运行工况的要求,上游取死水位,下游取正常尾水位情况计算 净水头H0=上游死水位下游正常尾水位=1082.01028.5=53.5m:引水道水头损失,大小为1.415hwT0:压力管道沿程水头损失,大小为0.212m=53.5-1.415-30.212=51.449m当三台机组满出力时,保证波动稳定所需的最小断面:=k其中K的取值为1.01.1,为引水道总阻力系数D=5.5m =取k=1.0则保证稳定所需要的最小断面为:四、调压井水位波动计算1、最高涌波水位计算(1)当丢弃负荷:30000
9、0kw时,采用数解法当上游为校核洪水位1097.35m,下游为相应的尾水位1041.32m,电站丢弃两台机时,若丢荷幅度为300000KW,则流量为63.60m3/s,用数解法计算。L-为引水道的长度为511.28mf-引水道等效断面面积v0-引水道水流流速v0=m/sF-调压井稳定断面为156.46m2-引水道水头损失(=)g-取9.8m/s2(1.63+5.76+17.72+4.47+6.33+13.24)10-663.663.6=0.20m=(4522.659+7624.134+12603.390+543724.6+7423.154+21161.59) 0.0120.01263.663.
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