水斗式水轮机原型机综合特性曲线的生成方法

摘要

本发明涉及三维模型转化技术，目的是为了解决目前将水斗式模型水轮机综合特性曲线转化为水斗式原型机综合特性曲线时需作辅助线，工作量大、人为影响因素多、工作效率和制图精度低的问题。本发明提供的水斗式水轮机原型机综合特性曲线的生成方法，根据模型水轮机综合特性曲线，通过计算机软件计算原型水轮机各喷嘴数下的各等效率线、等出力线和等喷嘴开度线上点的坐标，分别在H‑P、Q‑H平面坐标图上绘制原型水轮机相应的各喷嘴数下的各等值线。本发明适用于将水斗式模型水轮机综合特性曲线转化为水斗式原型机综合特性曲线，该模型水轮机综合特性曲线由水轮机水头系数和流量系数为纵、横坐标的平面图上的等效率线和等喷嘴开度线组成。

主权项

水斗式水轮机原型机综合特性曲线的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：坐标计算：在水轮机工作水头范围内，选取若干间隔均匀的水头，分别计算各个水头对应的水轮机水头系数ψ₁；根据所述水头系数ψ₁作平行线与各喷嘴数下的模型水轮机综合特性曲线图中各等效率线、等喷嘴开度线相交，读取各等值线交点对应的模型水轮机水头系数ψ₁、流量系数效率η_m、喷嘴开度S_0m；利用相关原理及修正公式，计算各水头、各喷嘴数下对应的原型水轮机的水头H、效率η_p、流量Q_p、出力P_p、喷嘴开度S_0p，得到原型水轮机各喷嘴数下的各等效率线上点的坐标η_pi＝f(P_pij,H_ij)和η_pi＝f(H_ij,Q_pij)和各等喷嘴开度线上点的坐标S_i＝f(P_pij,H_ij)和S_i＝f(H_ij,Q_pij)；水斗式原型水轮机等效率线绘制：在水轮机工作水头范围内，作水头系数ψ₁的平行线与各喷嘴数下的模型综合特性曲线图的各等效率线转向点相切，计算出各切点坐标η_pi＝f(P_pi,H_i)和η_pi＝f(H_i,Q_pi)，所述切点坐标为原型水轮机各喷嘴数下的各等效率线转向点；将计算得到的所述原型水轮机各喷嘴数下的各等效率线上的点和所述转向点依取点的顺序分别画在H‑P、Q‑H平面坐标图上并连成光滑曲线，所述连成的光滑曲线即为原型水轮机各喷嘴数下的等效率线；计算出模型水轮机各喷嘴数下的最高效率点对应的原型水轮机最高效率点坐标η_pmax＝f(P_opt,H_d)和η_pmax＝f(H_d,Q_opt)，并分别画在H‑P、Q‑H平面坐标图上，即为原型水轮机各喷嘴数下的最高效率工作点；水斗式原型水轮机等出力线绘制：在水斗式原型水轮机运转综合特性曲线的H‑P平面坐标图中，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等出力平行线与原型水轮机的等效率线相交，读取各交点的水头H；利用公式Q＝P/(gHη)计算各交点的流量Q，得到各交点的(P、η、H、Q)值；将各等出力线上的点P_i＝f(H_ij,Q_ij)依取点的顺序画在Q‑H平面坐标图上并连成光滑曲线，即为原型水轮机等出力线,其中P_max表示最大出力，P_r表示额定出力；水斗式原型水轮机等喷嘴开度线绘制：将水斗式原型水轮机各喷嘴数下的各等喷嘴开度线上点的坐标S_i＝f(P_pij,H_ij)和S_i＝f(H_ij,Q_pij)依取点的顺序分别画在H‑P、Q‑H平面坐标图上并连成光滑曲线,即得到原型水轮机相应的各喷嘴数下的等喷嘴开度线。