水轮机课程设计说明书
水轮机课程设计(完整版)
课程设计说明书设计题目：水轮机选型学生姓名：学号：班级：完成日期：指导教师（签字）：44一、课程设计的目的和任务1、目的：通过水轮机的课程设计，将各种水轮机的性能参数整理并绘制成不同形式的曲线，它是与水轮机课程教学相辅助的一个理论学习的环节，也是课程教学中一个必不可少的环节。
通过水轮机课本章节的相关理论知识的学习后，再通过课程设计的环节以达到巩固和加强理论知识的目的，进一步培养学生独立思考、严谨工作的能力；此外，通过课程设计更进一步掌握造型、设计、参数等程序内容，提高了学生查阅资料和动手实践的能力。
2、课程设计的任务：通过所给的原始资料，根据要求明确水轮机的基本工作参数（包括水头H、流量Q、转速n、效率 、出力P、吸出高度H S、转轮直径D、水轮机型号、机组台数、装置方式等），整理并绘制成不同形式的曲线，即获得水轮机的特性曲线图。
二、电站基本参数（1）电站总装机容量： 900 MW（2）电站装机台数： 6台（3）电机容量： 150 MW（4）下游尾水位：▽80m（5）水轮机工作水头：最大工作水头(Hmax)： 81.5m最小工作水头(Hmin)： 45.5m设计工作水头(Hd)： 63.5m加全平均工作水头(Hw)： 57.8m(6) 机组运行特点：调峰（7）电站水质良好三、水轮机的简介水轮机是一种将河流中蕴藏的水能转换成旋转机械能的原动机，当水流流过水轮机时，通过主轴带动发电机，将旋转机械能转换成电能。
与发电机连接成的整体称为水轮发电机组，它是水电站的主要设备部分。
水电站是借助水工建筑物和机电设备将水能转换成为电能的企业，在未来，水能资源的开发和利用将成为资源开发利用的主导能源，所以，水轮机的设计开发对我国水能资源的开发起到很大的推进作用。
水轮机大致分为两大类：反击式水轮机和冲击式水轮机；反击式水轮机：转轮利用水流的压力能和动能做工的水轮机称为反击式水轮机。
其特征是：压力水流充满水轮机的整个流道，水流流经转轮叶片时，受叶片的作用面改变压力、流速的大小和方向，同时水流在转轮叶片正反面产生压力差，对转轮产生反作用力，形成旋转力矩使转轮旋转。
流体机械原理(水轮机)课程设计指导书
《流体机械原理（水轮机）》课程设计指导书适用专业:热能与动力工程课程代码: 8511910学时: 3周学分: 3编写单位:能源与环境学院编写人:曾永忠、王桃系(部)主任:分管院长:批准时间:年月日1课程设计的目的专业课程设计是热能与动力工程专业的一个重要实践环节。
学生通过这一环节的学习和锻炼，可进一步巩固和加深所学理论知识，掌握水轮机转轮叶片水力设计的原理、方法和步骤，并使分析和解决工程实际问题的能力得到培养和训练。
2课程设计组织形式在设计室由教师集中指导。
3课程设计步骤1、概述（转轮水力设计目的、意义；对现有型谱的分析；主要设计理论方法、特点及基本假设、设计理论的发展方向）2、选择设计参数（1）选择参考转轮、论证、选择设计参数m s n Q n ση,,,,1111等。
（2）确定轴面流道形状尺寸：论证选择0b 、1Z 、上冠、下环型线、下环锥角a……。
（3）绘制轴面流网及各条)(m m L f V =曲线。
至少绘出五条轴面流线，6组等势线；校核、调整轴面流网精度要求：%5~3%100)(<⨯∆∆iiσσδ；绘制并检查各条)(m m L f V =曲线的变化规律是否正确合理。
（4）轴面涡线绘制---叶片绘型①0=u ω的设计方法的基本假设及流动分析；②设计的理论基础是在叶片无限多、无限薄假设下，流线与翼型骨线形状完全一致，因而可分别在各计算流面上求出流体质点相对运动轨迹---即可求得各流面上的翼型骨线；按强度要求加厚成型，再将各流面翼型按一定规律组合成叶片。
因此，可将混流式转轮变厚度回转面上的环列叶栅问题按流线法求解。
③要求：叶片范围轴面流线长至少分为6小段，包括进、出口边分点在内至少有7个分点。
注意合理选取上冠流线的长度。
）a. 流面上水流质点的运动分析---叶片微分理论（水流质点运动的微分方程、流线方程）沿各流线数值积分：m m u l rV rV r ∆-⋅=∆2ωθ （对上冠流线）θω∆-⋅=∆r V r r V l u m m 22 （对其余流线）b.论证、选择)(m u l f r V =变化规律；c ．列表进行上冠流线数值积分（对计算结果检查包角∑∆=i θθ的正确性）d ．列表进行其余流线数值积分（所得各轴面涡线的间距应平滑有规律的变化，以保证叶片光滑性检查符合要求。
水轮机原理课程设计指导书201211
指导书
能源与动力工程学院 2012.11
一、前言 水轮机课程设计是水轮机课程教学过程的最后一个环节，是对所学理论知识和实践知识的总结运 用，是一个巩固、加深、综合运用已学知识的过程，希望同学们通过课程设计，把平时所学的知识条 理化、系统化，着重培养正确的思维方式和工作方法。提高计算、绘图、分析、解决和处理实际问题 的能力。进一步了解和熟悉实际工程中水轮机选型设计的步骤和方法。 二、 机组台数与机型的选择 （一）机组台数的选择： 1．台数与投资的关系 台数多，单机容量小，小机组单位千瓦造价高，同时，相应的主阀、调速器、附属设备及电气设 备的套数增加，投资亦增加。一般情况下，台数多对成本和投资不利。 2．台数对运行效率的影响 机组台数多，可以灵活改变机组运行方式，调整机组负荷，避开低效率区运行，以是电站保持较 高的平均效率。 机组类型不同，台数对电厂平均效率的影响就不同。轴流转浆式水轮机，由于单机的效率曲线平 缓且高效区宽，台数多少对电厂的平均效率影响不明显；而混流式、轴流定浆式水轮机其效率曲线较 陡，当出力变化时，效率变化较剧烈，适当增加台数可明显改善电厂运行的平均效率。 3．台数与运行维护的关系 台数多，运行方式灵活机动，事故停机影响小，单机检修易于安排，但对全厂检修麻烦；同时， 台数多，机组开、停机操作频繁，事故的次数可能增加。 4．台数与其他因素的关系 4．1 台数与电网的关系 对于区域电网的单机：装机容量较小≯15%系统最大负荷（不为主导电站） ；装机容量较大≯10% 系统容量(系统事故备用容量)，因而，单机容量与台数选取不受限制。 4．2 台数与保证出力的关系 根据设计规范要求，机组单机容量应以水轮机单机运行时其出力在机组的稳定运行区域范围内确 定为原则。不同型式的水轮机的稳定运行负荷区域如表 1。 综上所述，可以确定机组台数选择的原则： 对中小型水电站，一般选择 2～4 台；保证在水头低于额定水头时，机组受阻容量尽量小；在可能 的情况下尽量选用单机容量较大的水轮机，以降低设备造价。
轴流式水轮机设计说明书
目录一、设计参数 (2)二、设计步骤 (2)1.确定流道几何形状 (2)1.1初绘制流道 (2)1.2检查过水断面面积 (3)2.按轴面流速为均匀分布绘制轴面流线 (4)3.检查流网准确性 (5)4.计算轴面流速 (8)5. 进出口三角形计算及绘制 (9)5.1确定进出口边位置 (9)5.2确定叶片进出口速度矩分布 (9)6.利用BladeGen生成叶片 (10)6.1轴面投影的生成 (10)6.2确定进出口安放角的分布规律 (10)6.3叶片的加厚 (11)6.4叶片的调整与输出 (11)7.利用UG进行木模截线绘制 (12)8.木模图的绘制 (13)三、设计总结 (13)一、设计参数Hmin=20m Hav=35mHmax=48 Nr=3692.71Kw转速n=333.3rpm Qr=11.95m³/sD1=1.34m Hs=1.9m海拔高程：79m本次课程设计采用以上设计参数进行混流式水轮机叶片设计，设计方法参照《水轮机课程设计设计指导书》中的方法二，最后绘制出叶片木模图。
二、设计步骤1.确定流道几何形状1.1初绘制流道采用方法二初绘流道，其中绘制5条流线的坐标数据按指导书中所给出的值绘制。
所得流道如图1.2检查过水断面面积在转轮流道内做内切于转轮上冠和转轮下环的公切圆，计算各断面面积,做出轴面液流过水断面面积沿Lm的变化曲线：轴面液流过水断面面积沿Lm的变化曲线如图：由于扩散形流道易产生脱流而导致较大的水力损失，根据上图所示，可以看出过流断面面积沿lm是逐渐减小，整体呈一个收缩流道，同时为了提高汽蚀性能，转轮出口处面积略有扩散，基本符合设计要求。
2.按轴面流速为均匀分布绘制轴面流线根据过水断面与流线相互垂直的原则，作线垂直于各轴面流线，并以该线为母线绕水轮机轴线旋转得到的回转面就是过水断面。
一般规律为近下环处流线较密集，在近上冠处流线较稀疏。
下表为校正流线后的相关数据：下图为校正后的流线L1L2L3L4L5abcd efg3.检查流网准确性(1)计算时可以原有等势线为中线，在其两侧各作一相近的等势线，如图实线为原等势线，两边虚线为相近等势线。
水轮机设计说明书
学号 **********年级 2010级本科毕业设计23～44米水头220MW水电站设计说明书专业热能与动力工程姓名朱聪指导教师郭建斌评阅人潘虹2014年6月中国南京BACHELOR'S DEGREE THESIS OF HOHAI UNIVERSITYThe design of t he head of 23~44m hydropower station 220MW electrical and machinery partCollege ：HOHAI UNIVERSITY Subject ：Thermal and Power EngineeringName ：Zhu CongDirected by ：Guo ProfessorNANJING CHINA学术声明：郑重声明本人呈交的毕业设计，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本设计（论文）所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本设计（论文）的知识产权归属于培养单位。
本人签名：日期：摘 要本设计是根据提供的原始资料对三门水电站的机电初步设计，设计内容共分为四章：水轮机主机选型，调节保证计算及调速设备选择，辅助设备系统设计，电气一次部分设计。
第一章水轮机选型设计是整个设计的关键，根据原始资料，初步选出转轮型号为HL240，共有个12待选方案。
根据水轮机在模型综合特性曲线上的工作范围，初步选出3个较优方案，再根据技术经济性及平均效率的比较在较优方案中选出最优方案最终选出的最优方案水轮机型号为HL240，4台机组，转轮直径5.5m ，转速79r/min ，平均效率92.6%。
计算最优方案进出水流道的主要尺寸及厂房的主要尺寸，绘制厂房剖面图。
第二章调节保证计算及调速设备的选择中由于本电站布置形式为单机单管，所以只对一台机组甩全负荷情况进行计算。
水轮机课程设计
水轮机课程设计
1.引言
水轮机是一种重要的水力发电设备，广泛应用于水电站和水能利用系统中。
本课程设计旨在帮助学生深入了解水轮机的工作原理、性能特点以及设计与选型过程。
2.学习目标
通过本课程设计，学生将达到以下目标：
理解水轮机的基本原理和工作方式；
掌握水轮机的性能参数和性能曲线的分析方法；
学会进行水轮机的选型和设计计算；
熟悉水轮机的运行与维护管理。
3.课程内容安排
第一章：水轮机概述
水轮机的定义和分类
水轮机的主要构成部分和工作原理
第二章：水轮机性能分析
水轮机的性能参数介绍
水轮机性能曲线的绘制与分析方法
第三章：水轮机选型与设计
水轮机的选型原则与方法
水轮机的设计计算步骤和方法
第四章：水轮机的运行与维护
水轮机的运行管理和性能监测
水轮机的维护与故障处理
4.教学方法
本课程设计将采用以下教学方法：
理论讲授：通过课堂讲解介绍水轮机的基本原理、性能分析方法和选型设计过程。
实践操作：学生将进行水轮机的选型和设计计算，并使用专业软件进行性能曲线的绘制和分析。
小组讨论：鼓励学生参与小组讨论，分享经验和解决问题。
5.考核方式
课程设计报告：学生需完成水轮机的选型和设计计算，并撰写课程设计报告。
学习笔记：学生需撰写学习笔记，记录课堂内容和思考。
6.参考资料
《水力发电工程手册》
《水轮机与泵类》（第四版），朱光勇主编
《水轮机》（第三版），王文明编著
以上是水轮机课程设计的一个简要安排，具体的教学内容和安排可以根据实际情况进行调整和补充。
希望对您有所帮助！。
水轮机课程设计纸
水轮机课程设计纸一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握水轮机的基本原理、结构和应用，提高学生对水利工程的认知水平。
具体来说，知识目标包括：1.了解水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用。
2.掌握水轮机的工作原理、主要结构和部件功能。
3.理解水轮机的工作特性及其影响因素。
技能目标则要求学生能够：1.分析水轮机的工作过程，判断水轮机的工作状态。
2.学会使用相关工具和仪器，对水轮机进行简单的维护和检修。
情感态度价值观目标则主要包括：1.培养学生对水利工程的兴趣，提高学生对水轮机的认识。
2.培养学生珍惜水资源，关注环境保护的意识。
3.培养学生团结协作、勇于探索的精神风貌。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括水轮机的基本原理、结构和应用。
具体安排如下：1.导言：介绍水轮机的历史发展及其在水利工程中的应用，激发学生的学习兴趣。
2.水轮机的工作原理：讲解水轮机的工作原理，让学生了解水轮机是如何将水能转化为机械能的。
3.水轮机的结构：介绍水轮机的主要结构和部件功能，如转轮、导叶、主轴等。
4.水轮机的工作特性：分析水轮机的工作特性及其影响因素，如水流速度、水头等。
5.水轮机的应用：讲解水轮机在水利工程中的应用，如水电站、灌溉等。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法等。
具体安排如下：1.讲授法：讲解水轮机的基本原理、结构和应用，使学生掌握基础知识。
2.讨论法：学生分组讨论水轮机的工作过程和应用场景，提高学生的思考能力。
3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解水轮机在水利工程中的重要作用。
4.实验法：安排课后实验，让学生亲自动手操作，加深对水轮机结构和工作原理的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将选用以下教学资源：1.教材：《水利工程导论》等有关水轮机的章节。
2.参考书：提供有关水轮机的历史发展、结构原理等方面的资料。
3.多媒体资料：制作课件、视频等，形象生动地展示水轮机的工作原理和应用场景。
水轮机课程设计
课程设计说明书设计题目：大江水电站水轮机选型设计学生姓名：蒋进玮学号：110280429学院：水电学院班级：热动1104班指导教师：王利英《水轮机》课程设计任务书1 课程设计的目的课程设计的目的，是培养学生运用本课程及相关课程基本理论和技术解决实际问题，进一步提高运算、绘图和使用技术资料的能力，通过具体工程实例设计提高设计观念和分析解决工程问题的能力。
2 课程设计成果及要求2.1 课程设计成果（1）设计说明书一份，内容包括：A、封面；B、课程设计任务书；C、中文摘要；D、英文摘要；E、目录；F、正文；G、谢辞；H、参考文献；I、附录（附录为可选内容）。
（2）设计图纸一张，内容为：设计过程中的辅助图、蜗壳、尾水管单线图。
采用大米格纸或1号AutoCAD打印图纸，文字书写必须采用符合制图规范的长仿宋体。
2.2 设计成果要求※请大家务必按以下要求完成设计成果，否则，审查时不予通过。
2.2.1 说明书内容要求（1）摘要。
中文摘要在300字左右，外文摘要以250个左右实词为宜，关键词一般以3～5个为妥。
（2）目录。
按三级标题编写（即：1 ……、1.1 ……、1.1.1 ……），附录也应依次列入目录。
（3）量和单位。
量和单位必须采用中华人民共和国的国家标准GB3100～GB3102-93，它是以国际单位制（SI）为基础的。
非物理量的单位，可用汉字与符号构成组合形式的单位。
（4）正文标题层次。
全部标题层次应有条不紊，整齐清晰。
相同的层次应采用统一的表示体例，正文中各级标题下的内容应同各自的标题对应，不应有与标题无关的内容。
章节编号方法应采用分级阿拉伯数字编号方法，两级之间用下角圆点隔开，每一级的末尾不加标点。
分级阿拉伯数字的编号一般不超过四级。
各层标题均单独占行书写。
第一级标题居中书写；第二级标题序数顶格书写，后空一格接写标题，末尾不加标点；第三级和第四级标题均空两格书写序数，后空一格书写标题。
第四级以下单独占行的标题顺序采用A.B.C.…和a.b.c.两层，标题均空两格书写序数，后空一格写标题。
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四川大学课程设计任务书学院专业班课程名称题目任务起止日期：年月日～年月日学生姓名学号指导教师年月日教研室主任年月日审查院长年月日批准目录第一章水轮机的选型设计 (1)第二章水轮机运转特性曲线的绘制 (11)第三章蜗壳设计 (14)第四章尾水管设计 (17)第四章心得总结 (19)参考文献 (20)第一章水轮机的选型设计1.1 水轮机型号选定一、水轮机型式的选择根据原始资料，电站装机容量7MW，平均水头为33m，最大水头为39m，最小水头为28m。
水轮机的额定水头为Hr=0.9Hw=31.35M根据资料，适合此水头范围的水轮机类型有轴流式和混流式，又根据水轮机系列型普表中查出合适的机型有HL240型水轮机和ZZ440型水轮机两种。
根据装机容量拟选两种型号的水轮机1,2台机组。
二、初步拟订型号机组台数并确定单机容量根据以上分析初步拟定见表1-1表1-1 初步拟定表1.2 原型水轮机各方案主要参数的选择按电站建成后,在电力系统的作用和供电方式,初步拟定四种方案后进行比较。
一、ZZ440型水轮机1台机组（方案一）1、计算转轮直径装机容量7000千瓦，水轮机的额定功率为7000P 7368()0.95grg p kw ===η上式中：g p ——机组单机容量，kwg η——同步发电机的效率，一般取95%-97%，此处取95%。
根据水轮机转轮型普推荐的最大单位流量110Q =1.653/m s ，为使单位流量有一定的 余量，取3%的储备，则额定工况的单位流量11r Q =1.65⨯0.97=1.63/m s ,110115/min n r =，对应的模型效率M η=0.83，暂取效率修正值Δη=0.03，η=0.83+0.03=0.86。
则设计工况原型水轮机效率为86%。
m D HQ P rrr 8.186.035.316.181.9736881.95.15.1111=⨯⨯⨯==η根据我国规定的转轮直径系列（见《水轮机》P9），选择转轮公称直径1D =3.3m 。
2、计算原型水轮机的效率水轮机最高效率01(1)(0.3P M η=--η+1(10.88)(0.30.7=--+⨯0.913=水轮机在额定工况（20oϕ=+）是的最高效率1(10.825)(0.30.70.872P ϕη=--+=3、计算同步转速根据水轮机转轮型普推荐的最优单位转速110n =115r/min ，单位转速修正值为1101101101101)1)0.0210.03M M M M n n n n n ∇===< 符合要求，所以转速不用修正。
所以1367.18/min 1.8n r D ===根据水轮机设计，选取标准同步转速n=375r/min 。
4、计算水轮机的运行范围水轮机设计流量23111 1.24227.7/r r Q Q D m s ==⨯=当n=375r/min 时，最大水头、最小水头和平均水头对应的单位转速11min68.6/min n r ===1176.5/minrn r ===11max 80.9/min n r ===5、计算水轮机实际额定流量水轮机在额定工况（20oϕ=+）的最高效率时单位流量为 3112 1.52 1.217368 1.51/9.819.81 1.831.350.872r r r p Q m s D H ===η⨯⨯⨯所以水轮机的实际额定流量为23111 1.51 1.827.39/r r Q Q D m s ==⨯=6、 计算最大允许吸出高度查得在额定工况下，模型水轮机的空化系数M σ=0.44.根据该电站额定水头取∇σ=0.04 又根据数据由额定流量确定高程为∇=413.3m10( 5.53900s r H m ∇=--σ+∇σ)H =-7、实际的水轮机额定水头因不同的D 1、ｎ与水能预算Hr 有差异31.4m .872024.18.11.8973681.893/223/21121rr =⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ηr Q D P H8、计算轴向水推力根据ZZ440的转轮轴向水推力系数表，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值，故取t K =0.9。
所以水轮机转轮轴向水推力为：222251max 9810()98100.9(1.80.9)39 6.141044t h F K D d H Nππ=-=⨯⨯⨯-⨯=⨯二、HL240型水轮机1台机组(方案二)1.计算转轮直径水轮机的额定功率为7000P 7368()0.95grg p kw ===η查水轮机的转轮综合特性曲线可知，与出力限制线交点的单位流量为设计工况点单位流量，11Q =1.24 3m /s ，对应模型水轮机的效率为98%，暂取3%的修正值，这原型水轮机的效率为92%。
1 1.94()D m === 按我国规定的转轮直径系列（水力机械设计及工程设计，表1.3）,计算值处于1.8m-2.0m ， 取直径D1=2.0m 。
2.计算原型水轮机的效率max01(11(10.94M η=--η=--= 000.9470.920.02P M ∇η=η-η=-=额定工况原型水轮机的效率为M η=η+∇η=0.89+0.02=0.913.计算同步转速根据水轮机转轮型普推荐的最优单位转速110n =72r/min ，单位转速修正值为1101101101101)1)0.0110.03M M M M n n n n n ∇=-=-=<单位不需要修正。
水轮机转速为1206.8/min 2n r D ===根据水轮机设计选取同步转速214.3r/min 。
4.计算水轮机的运行范围11min 68.6/min n r ===11max 80.9/min n r ===1176.5/min r n r ===5.计算水轮机实际额定流量223111 1.24227.7/r r Q Q D m s ==⨯=6.计算最大允许吸出高度在额定工况下，模型水轮机的空化系数M σ=0.2。
查水轮机原理图3-13可得空化系数修正值∇σ=0.04。
又根据数据由额定流量确定高程为∇=431.3m10( 1.996900s r H m ∇=--σ+∇σ)H =7.计算飞逸转速由HL240模型水轮机飞逸特性曲线查得，在最大导叶开度下单位飞逸转速11R n =160r/min 。
故水轮机的飞逸转速为111160499.6/min 2R Rn n r ==⨯=8、实际的水轮机额定水头因不同的D 1、ｎ与水能预算Hr 有差异2/32/321117368()()31.629.819.814 1.240.91r r r p H m D Q ===η⨯⨯⨯9.计算轴向水推力根据HL240的转轮轴向水推力系数表，转轮直径较小、止漏环间隙较大时取大值，故取K=3.2。
所以水轮机转轮轴向水推力为2251max 981098100.32239 3.81044t F K D H N ππ==⨯⨯⨯⨯=⨯三、各方案主要参数同理，方案三和方案四的数据也可通过同样的方法和过程查资料计算得出，四种方案所得数据如表1-2所示：表1-2 四种方案数据表格1.3 确定机组方案根据上面列举出来的四种方案数据分析，两种机型方案的水轮机转轮直径相近，但HL240型水轮机方案的工作范围包含了较多的高效率区域，运行效率较高，气蚀系数较小，安装高程较高，有利于提高年发电量和减小电站厂房的开挖工程量；而ZZ440型水轮机方案的机组转速较高，有利于减少发电机尺寸，降低发电机造价，但这种机型的水轮机及其调节系统的造价较高。
所以根据分析，在制造供货方面没有问题时，初步选用HL240型方案为有利。
而HL240中1台机组虽然效率比2太机组略高造价低，但是两台机组运行时更方便，也有利于水电站的运行。
因此，最终应选的最优方案为2 ⨯ HL240。
第二章水轮机运转特性曲线的绘制2.1 等效率曲线的计算现取水电站4个水头，列表计算结果如表2-1所示，绘制的等效率线详见图纸。
表2-1 HL240型水轮机等效率曲线计算表2.2 功率限制线的计算水轮机的功率限制线一般由模型综合特性曲线的5%功率限制线换算而得到的。
需要计算的值已在等效率曲线计算表2-1中列出。
2.3 等吸出高度线的计算（1）求出各水头下的11n 值，并在相应的模型综合特性曲，并由此计算出η、P ，填入表2-2中线上查出11n 水平线与各等气蚀系数σ线的所有交点坐标，读出M η、11Q 、σ的值（2）利用公式H K EH M s σσ--=90010计算出相应于上述各σ的s H 值，计算结果如表2-2所示，绘制的等吸出高度线详见设计图纸。
表2-2 HL220型水轮机等吸出高曲线计算表2.4 水轮机运转特性曲线的绘制（见附图）第三章 蜗壳设计3.1 蜗壳型式、断面形状和包角的确定由于本站应用水头为小于40米，故采用混凝土蜗壳。
蜗壳断面为平顶“Γ”形断面。
选择平顶“Γ”行断面，当0n =时，1015oo γ=选取12o γ=，选择 1.6b a =；角度δ在 30~20内选取，一般取 30。
混凝土蜗壳的包角一般在270o o135-。
取o 0=270ϕ。
3.2 座环尺寸的确定由《水轮机设计手册》标准座环尺寸系列查取：座环内直径D b =2.4；座环外直径D a =3m 。
3.3 蜗壳参数计算根据《水电机原理与运行》图6-9，当水轮机额定水头r H =31.35时，蜗壳进口断面的平均流速s m H k v r /7.40==-蜗壳包角o 0=270ϕ，且根据表3-1设计水轮机具体数据，得进口断面流量为)/(98.93602703.13360300s m Q Q r=⨯==ϕ表3-1如下：表3-1 水轮机具体数据进口断面面积 200012.27.498.9m v Q F ===-3.4 根据选择的蜗壳断面形状，确定具体尺寸由已知：0200011 1.6() 2.1220.2561.4a b b a b b m m tg F ab b r r b D D γ⎧=⎪⎪=+⎪⎪⎪=-+-=⎨⎪⎪=⎪⎪⎪=⎩⇒0.841.340.98a b m =⎧⎪=⎨⎪=⎩顶角的变化规律采用直线变化规律，则：0001==n a K ==002m aK 0.85 进口断面的最大半径1R ：1R =a r a +=1.2+0.84=2.04m在1R 至a r 之间设不同的i R ，求出i a 、i b 、i m 、i F 、i ϕ，具体数据和计算数据如表3-2和3-3所示，并根据表格绘制辅助曲线。
根据需要，选定若干个i ϕ（每隔045），并查出相应的i R 及其断面尺寸，如表3-4所示。
便可绘制蜗壳平面单线图。
进口宽度取m D R B 44.24.104.210=+=+=。