水轮机的分类
水轮机分类
水轮机分类水轮机是一种利用水能转换成机械能的装置。
根据不同的分类标准，水轮机可以分为多种类型。
本文将从不同的分类角度出发，介绍常见的水轮机类型及其特点。
一、按照叶轮结构分类1. 悬臂式水轮机悬臂式水轮机是一种叶轮只有一侧有叶叶片的水轮机。
它的主要特点是叶轮只有一侧有叶片，叶轮的另一侧是空的，因此在水流作用下，叶轮只能单向旋转。
悬臂式水轮机的结构简单，但效率较低，主要用于小型水电站。
2. 双向逆流式水轮机双向逆流式水轮机是一种具有两个反向旋转叶轮的水轮机。
它的主要特点是叶轮有两个，水从叶轮中央进入，流经两个叶轮，最后从中央排出。
双向逆流式水轮机的效率较高，但制造难度大，主要用于中小型水电站。
3. 直径式水轮机直径式水轮机又称离心式水轮机，是一种叶轮直径较大的水轮机。
它的主要特点是叶轮直径较大，水流进入叶轮后，被离心力推向叶轮的外侧，从而产生动能。
直径式水轮机的效率较高，主要用于大型水电站。
二、按照水流方式分类1. 活塞式水轮机活塞式水轮机是一种利用水流压力推动活塞运动的水轮机。
它的主要特点是利用水流压力差推动活塞运动，从而产生机械能。
活塞式水轮机结构简单，但效率较低，主要用于小型水电站。
2. 喷嘴式水轮机喷嘴式水轮机是一种利用水流喷射推动叶轮旋转的水轮机。
它的主要特点是水从喷嘴射出，喷嘴的高速流体作用于叶轮，产生动能。
喷嘴式水轮机效率较高，但需要较高的水压力，主要用于中小型水电站。
3. 引水式水轮机引水式水轮机是一种利用水流引导叶轮旋转的水轮机。
它的主要特点是利用引水管将水引导到叶轮处，通过叶片的旋转产生动能。
引水式水轮机结构复杂，但效率高，主要用于大型水电站。
三、按照安装方式分类1. 泄流式水轮机泄流式水轮机是一种安装在水流强劲的水流中，利用水流直接推动叶轮旋转的水轮机。
它的主要特点是安装简单，但需要有足够的水源。
泄流式水轮机主要用于山区、河流等水源丰富的地区。
2. 水导式水轮机水导式水轮机是一种利用引水管将水引导到叶轮处的水轮机。
简述水轮机型式
简述水轮机型式水轮机是一种利用水能转换成机械能的机器，其类型根据运动方式、叶轮布置、水流方向和水力调节控制方式等不同条件而存在多种不同的型式。
本文将分别从以下几个方面来对水轮机型式进行简要介绍。
一、按照运动方式分类水轮机依据叶轮运动方式不同，可以分为以下两类：1.移动式水轮机移动式水轮机是指叶轮和轴心是动态的。
例如，过流式水轮机和喷射式水轮机就属于这类。
其中，过流式水轮机是指水流顺着叶轮的截面径流过，扭矩转矩均作用在叶轮上，且是流量比较大、落差较小的场合中应用较多的水轮机。
这种水轮机不仅结构简单，而且使用范围广泛，既可以用于水电站，也可以用于农业灌溉和排涝。
喷射式水轮机则是利用水流喷射来推动叶轮的一种水轮机，其最大特点是高速、噪音小、振动少、气蚀干扰小。
该水轮机需要电力机械带动喷嘴形式对水进行高速喷射，以产生剪切作用，使得水通过喷口时加速，从而推动叶轮运转。
蜗壳式水轮机是指将水从三叶泵引导至叶轮外围及蜗壳内部，并以它自己的动力行使叶轮进而产生电能的一种水轮机，它的叶轮内部被安装有充分凸起的贝壳的形似蜗壳的蜗壳形容器，用以产生或加强水流速度。
横流式水轮机则是指叶轮平行于水平面，水从轴心左右两侧流过，并有叶片的步进间隔向前或向后斜度的一种水轮机。
根据叶轮放置方式的不同，可以分为单桨横流式水轮机和双桨横流式水轮机两种。
这种水轮机在水头高度较低的场合中使用较为广泛，但它比过流式水轮机叶轮的轮轴布置复杂，同时相对应的流量也较小。
二、按照叶轮布置分类叶轮布置在水流方向与轴线重合的水轮机，又称反力式水轮机。
水从叶轮外周流向中心，在叶轮叶片上反弹，通过弹性作用对叶轮进行推动，从而产生动力。
直流水轮机在水压大、水头高的情况下使用效果更佳。
但是它的结构比较复杂，需要较高的制造水平和运营管理水平。
2.斜流水轮机斜流水轮机是指叶轮的排流方向与轴线呈不同角度的一类水轮机。
在操作中，水由叶轮的轮缘流向轴心，随后经过一系列弧形或笔直的叶片后，呈现出垂直叶片的方向，最终经过底部的唇缘流出。
水轮机的分类
水轮机的类型
1、反击式水轮机
定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为反击式水轮机。 特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所 有转轮叶片之间的流道都有水流通过，即水流充满转轮室。
（1）混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
适用范围：H=20-700 m , 单机容量：几万kW-几十万kW 广泛应用于中高水头、中小流量电站。
广泛，机组结构紧凑，流道形状平直，水力效率高。
轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到
尾水管外面。
竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内
2、冲击式水轮机 定义：利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮 机。。 特征：转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流 在进入水轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击 转轮的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方 向的急剧改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动 转轮旋转。 在射流冲击轮，水流只冲击着转轮的一 部分，而不是全部。 类型：水斗式、斜击式、双击式。
（3）双击式
特点：从喷嘴出来的射流先后两次冲击在转轮叶片上。 这种水轮机结构简单、制作方便，但效率低、转轮叶片 强度差。 适用：仅适用于单机出力不超过1000kW的小型水电站， 其适用水头一般为5～100m。
（三）水轮机适用水头
OVER
适用水头在轴流式与混流式水轮机之间，约为40～200m 。
常用于抽水蓄能水电站。
（3）贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。 不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进口到尾 水管出口都是轴向的。适用于低水头、大流量的 河床式和潮汐水电站。
叶片：固定的或可转动的两种。 应用：贯流式水轮机的适用水头为1～25m，适用于低水 头、大流量的河床式和潮汐水电站。目前我国自行研制 的最大的灯泡贯流式水轮机转轮直径为5.5m，单机出力 为15MW。 类型：全贯流式、半贯流式。
水轮机分类
水轮机分类
水轮机分类
一、反击式水轮机
1、各种类型的反击式水轮机都设有进水装置，大、中型立轴反击式水轮机的进水装置一般由蜗壳、固定导叶和活动导叶组成，蜗壳的作用是把水流均匀分布到转轮周围，反击式水轮机都设有尾水管，其作用是：回收转轮出口处水流的动能；把水流排向下游；当转轮的安装位置高于下游水位时，将此位能转化为压力能予以回收；
2、轴流式水轮机适用于较低水头的电站，在相同水头下，其比转数较混流式水轮机为高，轴流定桨式水轮机的叶片固定在转轮体上。
一般安装高度在3-50m，叶片安放角不能在运行中改变，结构简单，效率较低，适用
于负荷变化小或可以用调整机组运行台数来适应负荷变化的电站，其转轮叶片一般由装在转轮体内的油压接力器操作，可按水头和负荷变化作相应转动，以保持活动导叶转角和叶片转角间的最优配合，从而提高平均效率，这类水轮机的最高效率有的已超过94%。
典型例子就是葛洲坝；
3、贯流式水轮机的导叶和转轮间的水流基本上无变向流动，加上采。
水轮机的基础知识
水轮机的基础知识水轮机的一些基础知识要点：1. 工作原理：水轮机通过水流对其内部转轮叶片的作用力而转动，将水流的动能和势能（位能）转化为机械能。
2. 分类：根据转换水流能量方式的不同，水轮机主要分为两大类：冲击式水轮机：如水斗式、斜击式和双击式等，这类水轮机的特点是水流在进入转轮前已转变为高速射流，直接冲击转轮叶片以做功。
反击式水轮机：包括混流式、轴流式、斜流式和贯流式等，其特点是水流在通过转轮叶片时，压力和速度同时发生变化，水流充满整个转轮通道，在流动过程中持续作用于叶片上。
3. 主要部件：转轮（Runner）：是水轮机中直接接受水流能量并将其转化为旋转运动的关键部件。
导叶（Guide Vanes）：用于调节水流方向和速度，控制进入转轮的水流状态，从而影响水轮机的工作效率和稳定性。
压力管道或蜗壳（Spiral Case）：将上游水库中的水引入水轮机，并调整水流到合适的参数供转轮使用。
尾水管（Draft Tube）：作完功后的水流出转轮后，通过尾水管逐渐减压并将剩余能量转化为低速水流排出，减少能量损失。
4. 工作参数：工作水头（Head）：即水流从上游至下游的高度差，它代表了水流的位能大小。
流量（Discharge 或 Flow Rate）：单位时间内通过水轮机的水量，反映了水流的能量密度。
输出功率（Power Output）：由水头和流量共同决定，水头越高、流量越大，则水轮机输出的功率也越大。
5. 应用场合：水轮机广泛应用于水电站，根据不同的水头和流量条件选择不同类型的水轮机设计，以达到最优的能源转化效率。
6. 性能指标：效率（Efficiency）：衡量水轮机能量转化好坏的重要参数，通常指水轮机的有效功率与输入水流总能量之比。
稳定性（Stability）：反映水轮机在各种工况下运行的稳定程度。
7. 发展历史：水轮机的历史悠久，早在古代中国就有利用水轮驱动磨坊等器械的记载，现代水轮机则经过不断的科技创新，设计和制造技术日益成熟，效能不断提升。
水轮机的类型构造及工作原理
水轮机的类型构造及工作原理
水轮机是一种将水流动能转化为机械能的机器，广泛应用于水力发电、灌溉、排水等领域。
根据水轮机的构造和工作原理，可以将其分为以下几种类型：
一、依据水轮机叶轮的类型：
1. 低扬程水轮机：叶轮为平板或斜板叶轮，适用于水头较低的场合。
2. 中扬程水轮机：叶轮为斜流叶轮或混流叶轮，适用于水头较中等的场合。
3. 高扬程水轮机：叶轮为反曲叶轮或轴流叶轮，适用于水头较高的场合。
二、依据水轮机的布置方式：
1. 水平轴水轮机：水流与水轮机轴线平行，叶轮通常为轴流叶轮或混流叶轮。
2. 垂直轴水轮机：水流与水轮机轴线垂直，叶轮通常为斜流叶轮或反曲叶轮。
三、依据水轮机的进水方式：
1. 直径式水轮机：水流直接冲击叶轮，叶轮中心为进水口。
2. 斜流式水轮机：水流斜向冲击叶轮，叶轮中心为进水口。
3. 轴流式水轮机：水流沿轴线方向进入叶轮，叶轮中心为进水口。
水轮机的工作原理是利用水流的动能将叶轮带动旋转，从而将水流动能转化为机械能。
水流经过进水口进入叶轮，叶片将水流的动能转化为叶轮的旋转动能，然后通过轴传递到发电机或其他机械设备上。
水轮机的效率取决于水头、流量、叶轮类型和转速等因素，通常可达到70%以上。
总之，水轮机是一种重要的水力发电设备，其类型和工作原理的了解对于水力发电和水资源利用具有重要的意义。
水轮机的类型构造及工作原理
水轮机的类型构造及工作原理水轮机是一种将水流动能转化为机械能的装置，广泛应用于水利发电、抽水、供水等领域。
根据不同的工作原理和构造方式，水轮机可以分为以下几种类型：1. 蓄能式水轮机（Impulse Water Turbine）：蓄能式水轮机通过高速水流冲击叶轮上的叶片，将水流的动能转化为叶轮的动能，再通过机械传动将动能转化为机械能。
蓄能式水轮机可以进一步分为斯奈尔逊水轮机、佩尔顿水轮机和弧翻水轮机等。
斯奈尔逊水轮机（Pelton Turbine）：斯奈尔逊水轮机是一种利用高速喷射水流冲击叶片的水轮机。
当高速的水流经过喷射管，喷射口处有一个喷嘴，水流经过喷嘴变为高速的射流，射流喷向叶轮上的叶片，冲击叶片使其转动。
斯奈尔逊水轮机主要适用于高水头和小流量的水力发电站。
佩尔顿水轮机（Turgo Turbine）：佩尔顿水轮机是斯奈尔逊水轮机的改进型，喷口由一个切割型孔道和一个喷射皮供水孔组成，通过设计孔道形状和取适当的工作压力，充分利用水力能量，使得佩尔顿水轮机相对效率高，适用于中、小型水力发电站。
弧翻水轮机（Cross-Flow Turbine）：弧翻水轮机是一种垂直轴流式水轮机，水流经过顶部的导水管流入导水槽，然后通过导叶导入叶轮，流经叶轮后再通过弧翻装置流出。
弧翻水轮机适用于较低水头和大流量的水力发电站。
2. 反作用式水轮机（Reaction Water Turbine）：反作用式水轮机是通过水流对叶轮叶片的冲击和流经叶轮的作用力来驱动叶轮旋转的水轮机。
反作用式水轮机可以进一步分为法兰西斯水轮机、咆哮水轮机、半径式水轮机等。
法兰西斯水轮机（Francis Turbine）：法兰西斯水轮机是一种水流流过叶轮两侧的轴流水轮机，水流首先流经导叶，然后分流流经叶轮两侧，冲击叶片使其旋转。
法兰西斯水轮机适用于中、高水头和大流量的水力发电站。
咆哮水轮机（Kaplan Turbine）：咆哮水轮机是一种可调桨叶片的轴流水轮机，叶轮上的桨叶可以根据水流条件的不同调节叶片角度，以适应不同的工况。
全国水轮机标准
全国水轮机标准一、水轮机分类与型号水轮机按照工作原理可分为冲击式水轮机和反击式水轮机两大类。
冲击式水轮机根据喷嘴数量和布置方式又分为单喷嘴、双喷嘴和多喷嘴几种，反击式水轮机则根据转轮叶片形状和布置方式分为轴流式、混流式、斜流式和贯流式四种。
型号是水轮机在标准额定工况下的性能参数和尺寸规格的简称，由机组的额定转速、额定流量、额定功率、吸出高度等参数组合而成。
如冲击式水轮机的型号是“HLI36-L21/1000”，其中H表示水轮机，L表示立式，I表示单喷嘴，36表示设计序号，L2表示转轮叶片进口位置相对于下止水面高度为2米，1000表示额定转速为1000转/分钟。
反击式水轮机型号是“HL123-L7.7/2250”，其中H表示水轮机，L表示立式，123表示设计序号，L7.7表示转轮叶片进口位置相对于下止水面高度为7.7米，2250表示额定转速为2250转/分钟。
二、水轮机设计规范设计规范是进行水轮机设计的准则和基础，包括水轮机的结构形式选择、过流通道设计、转轮叶片设计、导水机构设计、接力器设计、调速器设计等方面。
在设计中应充分考虑设备的适用性、高效性、可靠性和经济性，以满足不同工况下的性能要求。
三、水轮机材料标准水轮机材料应具有足够的强度、耐腐蚀性和耐磨性，以保证在运行过程中不发生断裂、变形和磨损等现象。
常用的材料包括铸钢、铸铁、合金钢、不锈钢等。
对于不同材料的使用范围和使用条件应严格执行相应的标准规范。
四、水轮机制造与装配标准制造与装配标准是保证水轮机产品质量的关键环节，包括制造工艺流程、装配工艺流程、质量检验等方面的规定。
在制造过程中应严格控制材料的质量和加工精度，保证转轮叶片与导叶的配合精度以及各部件之间的连接牢固可靠。
在装配过程中应按照规定的顺序和步骤进行组装，确保设备的正确性和可靠性。
五、水轮机性能试验与评价方法性能试验与评价是对水轮机性能的全面检测和评估，包括效率试验、空化试验、动平衡试验等方面。
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常用于抽水蓄能水电站。
（3）贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。 不设蜗壳，水流直贯转轮。水流由管道进口到尾 水管出口都是轴向的。适用于低水头、大流量的 河床式和潮汐水电站。
叶片：固定的或可转动的两种。 应用：贯流式水轮机的适用水头为1～25m，适用于低水 头、大流量的河床式和潮汐水电站。目前我国自行研制 的最大的灯泡贯流式水轮机转轮直径为5.5m，单机出力 为15MW。 类型：全贯流式、半贯流式。
（1）水斗式
水斗式的特点：从喷嘴出来的高速自由射流沿转 轮圆周切线方向垂直冲击轮叶。
水斗式的适用：适用于高水头、小流量的水电站。 大型水斗式水轮机的应用水头约为300～ 1700m，小型水斗式水轮机的应用水头约为 40～250m。
（2）斜击式
特点：从喷嘴出来的自由射流沿着与转轮旋转平面成一 角度的方向，从转轮的一侧进入轮叶再从另一侧流出轮 叶。与水斗式相比，其过流量较大，但效率较低。 适用：一般多用于中小型水电站，适用水头一般为20～ 300m。
全贯流式：发电机转子安装在水轮机转轮外缘，其特点 是流道平直、过流量大、效率高。但由于转轮叶片外缘 的线速度大、周线长，因而旋转密封困难。目前这种机 型已很少使用。
半贯流式：水轮机的主轴装置成水平或倾斜。不设蜗壳， 于低水头、大流量的河床式和潮汐水电站。 灯泡贯流式：发电机组安装在密闭的灯泡体内，使用较
水轮机的分类
水轮机的类型
1、反击式水轮机
定义：利用水流的势能和动能做功的水轮机称为反击式水轮机。 特征：转轮的叶片为空间扭曲面，流过转轮的水流是连续的，而且在同一时间内，所 有转轮叶片之间的流道都有水流通过，即水流充满转轮室。
（1）混流式：水流径向流入转轮，轴向流出。
适用范围：H=20-700 m , 单机容量：几万kW-几十万kW 广泛应用于中高水头、中小流量电站。
广泛，机组结构紧凑，流道形状平直，水力效率高。
轴伸式贯流机组：发电机安装在外面，水轮机轴伸出到
尾水管外面。
竖井式贯流机组：发电机安装在竖井内
2、冲击式水轮机 定义：利用水流的动能来做功的水轮机为冲击式水轮 机。。 特征：转轮始终处于大气中，来自压力钢管的高压水流 在进入水轮机之前已转变成高速自由射流，该射流冲击 转轮的部分轮叶，并在轮叶的约束下发生流速大小和方 向的急剧改变，从而将其动能大部分传递给轮叶，驱动 转轮旋转。 在射流冲击轮叶的整个过程中，射流内的压力基本不变， 近似为大气压。在同一时刻内，水流只冲击着转轮的一 部分，而不是全部。 类型：水斗式、斜击式、双击式。
混流式水轮机转轮及机组
（2）轴流式：水流沿转轮轴向流入，轴向流出， 水流方向始终平行于主轴。
适用范围：H=3-80m
广泛应用于中低水头、大流量电站。
轴流式水轮机转轮及机组
根据其转轮叶片在运行中能否转动，分为：
A、轴流定桨式
转轮叶片是固定不动的，因而结构简单、造价较低。但 它在偏离设计工况运行时效率会急剧下降。 适用于水头较低、出力较小以及水头变化幅度较小的水 电站。
B、轴流转桨式
转轮叶片可以根据运行工况的改变而转动，从而扩大了 高效率区的范围，提高了运行的稳定性。但是，这种水 轮机需要有一个操作叶片转动的机构，因而结构较复杂， 造价较高。 适用于水头、出力均有较大变化幅度的大中型水电站。
（2）斜流式：水流经过转轮时是斜向的。转轮 叶片随工况变化而转动，高效率区广，结构特复 杂，加工工艺要求和造价均较高。
（3）双击式
特点：从喷嘴出来的射流先后两次冲击在转轮叶片上。 这种水轮机结构简单、制作方便，但效率低、转轮叶片 强度差。 适用：仅适用于单机出力不超过1000kW的小型水电站， 其适用水头一般为5～100m。
（三）水轮机适用水头
OVER