Межгосударственный стандарт от 01.01.92 г. Турбины гидравлические. Методы натурных приемочных испытаний (стр. 4 )

Черт. 3

Схема отметки гидромашины (0°≤ α ≤ 90°)

_____________

* Отметка гидромашины zr не обязательно соответствует точке с максимальной кавитацией.

а - радиально-осевые турбины, насосы и насос-турбины (для многоступенчатых машин - ступень низкого давления); б - поворотно-лопастные или пропеллерные турбины;

в - горизонтальные капсульные турбины или осевые насосы (с регулируемыми или неподвижными лопастями рабочего колеса); г - диагональные машины (смешанный поток, лопасти неподвижны); д - диагональные машины (смешанный поток, лопасти регулируются)

Черт. 4

Изменение частоты вращения турбины после внезапного сброса нагрузки

Черт. 5

Изменение давления в контрольном сечении турбины на СВД

а - после внезапного сброса заданной нагрузки; б - после внезапного приложения заданной нагрузки

Черт. 6

Низконапорные машины. Определение удельной гидравлической энергии машины

а - пропеллерная или поворотно-лопастная турбина; б - осевой насос

Пьезометры установлены в точках 1 и 2; Z = z1' – z2'

.

Сжимаемостью воды можно пренебречь, потому что разность давления между точками 1 и 2 мала: ρ1 = ρ2 = .

Следовательно:

;

;

и поэтому формула будет:

.

Плотность воды при температуре окружающего воздуха можно принять как

Черт. 7

Определение удельной энергии воды в средненапорных и высоконапорных гидромашинах

а - агрегат с вертикальным валом: Z1 = z1' – z1;

б - агрегат с горизонтальным валом: Z2 = z2' – z2.

Манометры установлены в точках 1 и 2

.

Разностью между температурами окружающего воздуха в точках 1 и 2' можно пренебречь, так как Z мало по сравнению с H, поэтому

pamb1' = pamb2' = pamb.

Поскольку z1 и z2 малы по сравнению с H, то можно принять, что

Z1ρ1/ = Z1, Z2ρ2/ = Z2.

Следовательно:

,

где p1' - избыточное давление в точке 1';

,

где p2' - избыточное давление в точке 2';

и поэтому упрощенная формула примет вид

Черт. 8

Определение удельной энергии воды в ковшовых турбинах с вертикальным валом

Z = z1' – z2;

Когда давление в кожух не подается, принимается что контрольное сечение на СНД соответствует плоскости на отметке z1, а на отметке z2 давление внутри кожуха равно атмосферному давлению.

.

Разностью температуры окружающего воздуха между точками 1' и 2 можно пренебречь, так как Z мало по сравнению с H, поэтому

pamb1' = pamb2 = pamb.

по тем же причинам принимаем

Z⋅ρ1/ = Z.

Следовательно:

,

где p1' - избыточное давление в точке 1';

pabs2 = pamb.

Поскольку Z1 = Z2 и предполагая, что v2 = 0, получаем упрощенную формулу

.

Черт. 9

Гидроэлектрическая установка. Определение удельной энергии воды E и напора H установки через высоту Z

Общая формула имеет вид:

pabs3 - pabs4 = -ρag(z3 – z4) и предполагая, что v3 = v4 = 0;;

- плотности воды при атмосферном давлении, получаем упрощенную формулу

,

где ρa принимается равным плотности воздуха на отметке гидромашины

Eg = E ± ΣEL,

где "+" - для турбины;

"-" - для насоса

Черт. 10

Определение избыточной удельной энергии всасывания (отсасывания) NPSE и избыточного напора всасывания (отсасывания), NPSH

Пьезометр присоединен к точке 2

pabs2 = ρ2g2(z2' – z2) = pamb2',

,

где Zs будет положительным, если уровень 2' ниже, чем отметка гидромашины и наоборот.

Черт. 11

Определение избыточной удельной энергии всасывания (отсасывания) NPSE и избыточного напора всасывания (отсасывания) NPSH (ELs ≠ 0)

ELs = HLs

Формула имеет вид

.

Давление следует измерять внутри отсасывающей трубы (точка 2), в этом случае вышеприведенная формула справедлива как для турбины, так и для насоса.

Если невозможно измерить давление внутри отсасывающей трубы, то можно получить по уровню нижнего бьефа (см. приложение 4).

Учитывая потери удельной энергии воды между сечением 2 и 2', получим следующую формулу:

.

где "+" - для турбины;

"-" - для насоса.

Черт. 12

Схема для определения баланса мощности и расхода

а - турбина; б - насос

Турбина	Насос
q = q' + q" Объемный КПД =	q = q' + q"
Q1 = Qm + q	Q1 = Qm - q
Ph = E(ρ⋅Q) при ΔPh = 0	Ph = E(ρ⋅Q) при ΔPh = 0
P = Pm – при Pf = 0	P = Pm + при Pf = 0
Гидравлический КПД*
КПД

_____________

* Потери на дисковое трение и протечки (объемные потери) в данной формуле рассматриваются как гидравлические потери. В формулах не учитывается сжимаемость воды.

Черт. 13

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рекомендуемое

ОБЪЕМ ГАРАНТИЙ ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ ГИДРОМАШИН

1. В техническом задании устанавливают значения следующих показателей:

1) для регулируемой турбины - мощности или расхода, КПД, максимального мгновенного заброса частоты вращения, максимального и, при необходимости, минимального мгновенного давления, максимальной разгонной частоты вращения в установившемся режиме;

2) для нерегулируемой турбины и регулируемого или нерегулируемого насоса - мощности, расхода КПД, максимального заброса частоты вращения, максимального и, при необходимости, минимального мгновенного давления, максимальной разгонной частоты вращения в установившемся режиме (реверсной разгонной частоты вращения для насоса);

3) для насоса - максимальной удельной энергии (напора) и мощности при работе насоса на закрытую задвижку (мощности на рабочем колесе в воде и/или на воздухе) для заданной частоты вращения.

1.1. Для регулируемых турбин для одной или нескольких заданных частот вращения могут устанавливаться гарантированные значения:

мощности и расхода, которые должны быть достигнуты при одном или нескольких заданных значениях удельной энергии воды в гидромашине (см. черт. 1);

КПД, который может быть определен: