/? Hmin-? n? I=125? 7 /? 50,75 - 0,48=122,41 (хв - 1) ;? I м min=n? D1 /? Hmax-? n? I=125? 7 /? 56,3 - 0,48=116,18 (хв - 1);
У результаті нанесення на експлуатаційну характеристику обмежувальних ліній видно, що робоча зона не знаходиться в зоні максимальних ККД. В даному випадку необхідно зменшити діаметр робочого колеса або змінити частоту обертання. Таким чином, діаметр робочого колеса залишаємо незмінним, але зменшуємо частоту обертання.
Приймаємо n=115,4 хв - 1.
У результаті, отримуємо:
n? I м max=115,4? 7 /? 50,75 - 0,48=113 (хв - 1) ;? I м min115,4? 7 /? 56,3 -0,48=107,22 (хв - 1); р=n? D1 /? Hр-? n? I=115,4? 7 /? 53,42 - 0,48=110,79 (хв - 1)
Qр=198500/(9,81? 72? 56,3 ?? 56,3? 0,95)=1,029м3/с
Необхідна умова виконується.
. 2.4 Визначення розгінної частоти обертання турбіни ПЛ - 60
розгоні частоту обертання натурної гідротурбіни визначають за формулою:
=n? IP ?? HР/D1;? IP=Кразг? nI опт=2,6? 109=283,4 (хв - 1).
Де Кразг - коефіцієнт розгону, Кразг=2,6.
Тоді:
nP=n? IP ?? HР/D1=283,4 ?? 53,42/7=295,95 (хв - 1).
Таким чином розгінна частота обертання перевищує робочу в 2,6 рази.
. 3 Визначення висоти відсмоктування гідротурбіни
Висоту відсмоктування гідротурбіни необхідно визначати у зв'язку з тим, що в гідротурбінах має місце явище кавітації. Кавітація відіграє важливу роль при експлуатації гідротурбін, залежно від ступеня свого розвитку вона супроводжується наступними небажаними наслідками:
1. кавітаційними руйнуваннями деталей проточного тракту;
2. вібраціями агрегату і будівлі ГЕС, а також різким шумом;
. погіршенням енергетичних параметрів, тобто зниженням ККД і потужності.
де:
Ступінь розвитку кавітаційних явищ у гидротурбине може бути різною і залежить від висоти відсмоктування Hs, яка може бути визначена за допомогою наступного виразу:
Hs=10/900 - До ???? H;
- позначка розташування станції над рівнем моря, м;
Н- натиск турбіни, м;
До?- Коефіцієнт запасу на величину?, К? =1,1;
?- Кавітаційний коефіцієнт турбіни,.
Отримане значення Hs не повинно перевершувати граничного Hsпред=- 10 м при звичайному розташуванні будівлі ГЕС.
Результати визначення висот відсмоктування гідротурбін РВ - 75 і
ПЛ - 60 представлені відповідно у таблиці 1 і 2.
Таблиця 1. Висоти відсмоктування РВ - 75
Н, м? К?/900Нs, м р.к.50,750,1151,10,1753,41161,153,420,11980,1772,78160,556,30,11950,1792,42160,1
Таблиця 2. Висоти відсмоктування ПЛ - 60
Н, м? К?/900Нs, м р.к.50,750,2551,10,1750,06157,7653,420,2850,177-0,58157,156,30,2750,179-1,27156,43
На підставі проведених вище розрахунків параметрів гідротурбін РВ - 75 і ПЛ - 60, можна зробити висновок, що доцільніше вибрати турбіну РВ - 75, так як при схожих зонах роботи вона має позитивні висоти відсмоктування, отже немає необхідності в проведенні земляних робіт.
Приймаються висоту відсмоктування рівну 2,42 м.
4. Розрахунок спіральної камери
У реактивних гідротурбінах для підведення води до напрямного апарату використовують турбінні камери різної конструкції.
Форма радіальних перетинів спіральної камери тісно пов'язана з її виготовленням, а воно визначається напором і розмірами турбіни. При невеликих напорах (Н lt; 40 м) спіральна камера виконується безпосередньо із залізобетону.
При високих напору (Н gt; 40 м), коли залізобетонні конструкції не в змозі сприйняти зусилля від впливу тиску води на стінки, спіральні камери виконуються металевими.
У даному випадку при Нр=53,42 м необхідно застосувати металеву спіральну камеру.
. 1 Розрахунок металевої спіральної камери
Розрахунок металевої спіральної камери виконують наступним чином.
1. Вибір кута охоплення.
Спіральна камера складається з відкритого (подводящего) каналу і спірального каналу, характеризуемого кутом охоплення? 0. По таблиці 11 [1, c.36] для проектованої гідротурбіни (тип робочого колеса РО75) визначаємо оптимальні значення? 0=350 град і основні співвідношення металевої спіральної камери: <...
