[發明專利]一種生成混流式原型水輪機運轉綜合特性曲線的方法

在審

• 申請號: 201610100304.4
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105740221A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 董宏成;田迅;蔣登云;孫文彬;劉丁;陳向東
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/24
• 分類號: G06F17/24;G06T11/20;G06Q50/06
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 李凌峰

1.一種生成混流式原型水輪機運轉綜合特性曲線的方法，其特征在于，包括如下步驟：

坐標計算：在水輪機工作水頭范圍內，選取若干間隔均勻的水頭，分別計算各個水頭對應的原型水輪機單位轉速n_11p及相應的模型水輪機單位轉速n_11m；根據所述各個模型水輪機單位轉速n_11m作平行線與模型水輪機綜合特性曲線圖中各等效率線、等導葉開度線、等壓力脈動線、葉片進水邊正背面初生空化線或脫流線、葉道渦初生及發展線相交，讀取各等值線交點對應的模型水輪機單位轉速n_11m、單位流量Q_11m、效率η_m、開度a_0m；利用相似原理及修正公式，計算各水頭下對應的原型水輪機的效率η_p、流量Q_p、出力P_p、開度a_0p，得到原型水輪機的各等效率線上點的坐標η_pi＝f(P_pij,H_ij)和η_pi＝f(H_ij,Q_pij)、各等導葉開度線上點的坐標a_0i＝f(P_pij,H_ij)和a_0i＝f(H_ij,Q_pij)以及等壓力脈動線、葉片進水邊正背面初生空化線或脫流線、葉道渦初生及發展線上點的坐標；

混流式原型水輪機等效率線繪制：在水輪機工作水頭范圍內，作模型水輪機單位轉速n_11m平行線與模型綜合特性曲線圖的各等效率線轉向點相切，計算出各切點坐標η_pi＝f(P_pi,H_i)和η_pi＝f(H_i,Q_pi)，所述切點坐標為原型水輪機各等效率線轉向點；將計算得到的所述原型水輪機的各等效率線上的點和所述轉向點依取點的順序分別畫在H-P、Q-H平面坐標圖上并連成光滑曲線，所述連成的光滑曲線即為原型水輪機的等效率線；計算出模型水輪機最高效率點對應的原型水輪機最高效率點坐標η_pmax＝f(P_opt,H_d)和η_pmax＝f(H_d,Q_opt)，并分別畫在H-P、Q-H平面坐標圖上，即為原型水輪機的最高效率工作點；

混流式原型水輪機等出力線繪制：在混流式原型水輪機運轉綜合特性曲線的H-P平面坐標圖中，作P＝P_max、P＝P_r以及P≈0.9P_r、P≈0.8P_r、……、P≈0.3P_r、P≈0.2P_r等出力平行線與原型水輪機的等效率線相交，讀取各交點的水頭H；利用公式Q＝P/(gHη)計算各交點的流量Q，得到各交點的(P、η、H、Q)值；將各等出力線上的點P_i＝f(H_ij,Q_ij)依取點的順序畫在Q-H平面坐標圖上并連成光滑曲線，即為原型水輪機等出力線,其中P_max表示最大出力，P_r表示額定出力；

混流式原型水輪機等吸出高度繪制：根據水輪機工作水頭H范圍和模型空化系數σ_m大小及分布情況，每隔1～2m擬定幾個合適的吸出高度H_s值；利用公式計算出不同的H_s對應的原型水輪機工作水頭H和單位轉速n_11p及相應的模型水輪機單位轉速n_11m；利用模型水輪機單位轉速n_11m作平行線與模型水輪機綜合特性曲線圖中各等空化系數線相交，讀取交點的效率η_m和單位流量Q_11m；計算出原型水輪機的出力P和流量Q及各等吸出高度線上點的坐標H_si＝f(P_pij,H_ij)和H_si＝f(H_ij,Q_ij)；將各等吸出高度線上的點依取點的順序分別畫在H-P、Q-H平面坐標圖上并連成光滑曲線，即為原型水輪機等吸出高度線；

混流式原型水輪機出力限制線繪制：將額定水頭發額定出力的點和在最小水頭、最大導葉開度的出力點連成一直線，即為水輪機出力限制線；

混流式原型水輪機等導葉開度線繪制：將混流式原型水輪機的各等導葉開度線上點的坐標a_0i＝f(P_pij,H_ij)和a_0i＝f(H_ij,Q_pij)依取點的順序分別畫在H-P、Q-H平面坐標圖上并連成光滑曲線,即得到原型水輪機相應的等導葉開度線；

混流式原型水輪機等壓力脈動線繪制：將混流式原型水輪機的各等壓力脈動線上點的坐標依取點的順序分別畫在H-P、Q-H平面坐標圖上并連成光滑曲線,即得到混流式原型水輪機相應的等壓力脈動線；

混流式原型水輪機葉片進水邊正背面初生空化線或脫流線、葉道渦初生及發展線繪制：將混流式原型水輪機的葉片進水邊正背面初生空化線或脫流線、葉道渦初生及發展線等的坐標依取點的順序分別畫在H-P、Q-H平面坐標圖上并連成光滑曲線,即得到混流式原型水輪機相應的葉片進水邊正背面初生空化線或脫流線、葉道渦初生及發展線。