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1、3.4 蜗壳的型式及主要参数选择,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。,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。,混凝土蜗壳,混凝土蜗壳,金属蜗壳,钢板焊
2、接金属蜗壳,铸钢蜗壳,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,(2)混凝土蜗壳：“T”形。有四种型式：,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。,2、蜗壳包角,蜗壳末端(鼻端)到蜗壳进口断面之间的中心角0：,金属蜗壳：0=340350，常取345,0大，过流条件好，但平面尺寸增大，厂
3、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。,(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。,3、蜗壳进口断面平均流速：,VcFchw；VcFchw；一般由HrVc曲线确定VC。,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：,2、金属蜗壳水力计
4、算,（1）断面流量：,断面半径：,断面中心距：,断面外半径：,蜗壳水力计算,（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：,（3）中间断面（i=）,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；,3、混凝土蜗壳的水力计算(半解析法),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。,（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。,
