DL446 1991水轮机模型验收试验规程1
中华人民共和国电力行业标准
DL 446-91
水轮机模型验收试验规程
1991-10-28 批准1992-04-01实施l 总则
1.1为验证水轮机招标书及合同中所规定的水轮机水力性能的各项指标，特制定本规程作
为水轮机模型验收试验的准则。
1.2本规程适用于反击式水轮机，包括混流式、轴流式、斜流式及贯流式的模型验收试验。
冲击式水轮机可作参考。
1.3本规程仅限于水轮机水力性能的模型验收试验，不涉及水轮机的结构、强度、材料及
其他方面的问题。
1.4验收试验通常包括以下项目：
1.4.1水轮机能量特性（包括效率和输出功率特性）。′′′′′′′′
1.4.2水轮机气蚀特性。
1.4.3水轮机飞逸转速特性。
1.4.4水轮机水压脉动特性。
1.4.5水轮机的力特性。
1.5用户提出的其它需要验收试验的项目，由双方协商进行。
1.6本规程的解释权属于能源部水电站水轮机标准化技术委员会。
2名词术语、定义、符号及计量单位
|
序号 |
名 词术语 |
定 义 |
符号 |
计量单位 |
|
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10 |
水轮机 流量 额定流 量 单位流 量 过流面 积 水轮机 进口面 积 水轮机 出口面 积 平均流 速 压力（压 强） 水轮机 进口压 力 水轮机 |
每秒钟流过水轮机的水的体积
水轮机在额定水头、额定转速下发出额定功率 时所需要的流量 转轮直径为1m，在1m净水头下，水轮机所通 过的流量 与水流方向相垂直的过流断面积
指蜗壳进口商定的断面积
反击式水轮机取尾水管出口的断面积。冲击式 水轮机出口面积假定为无限大
流量除以过流面积
系统中任意点单位面积所受的力
水轮机进口中心处的压力
水轮机出口中心处的压力 |
Q
Qr
A
Al
A2
V
pa
Pl
P2 |
立方米每秒，m
立方米每秒，m 立方米每秒，m 平方米，m
平方米，m
平方米，m
米每秒，m/s
牛顿每平方 米，Pa
牛顿每平方 米，Pa
牛顿每平方 |
/s
/s
/s
|
2.11
2.12
2.13
2.14
2.15
2.16 2.17
2.18
2.19
2.20
2.2l
2.22
2.23
2.24
2.25
2.26
2.27
2.28
2.29
|
出口压 力 水的重 度 位置水 头 压力水 头 速度水 头
总水头
净水头 大气压
汽化压 力 吸出高 度 水轮机 输入功 率 水轮机 输出功率 单位功率
水轮机 效率
水轮机 加权平 均效率
转速
飞逸转
速 单位转 速
转轮直 径 水轮机 的转速 |
单位体积的水在空气中的重量
平均海平面或指定的基准面到测点的高程差
用水柱高度表示的系统中任意点的压力
用水柱高度表示的平均速度的平方除以两倍重 力加速度 h 指定断面的位置水头、压力水头和速度水头 的总和（图1） 指水轮机作功用的有效水头 折合成试验水温下的气压水柱高度
试验水温下与汽化压力相应的水柱高度
水轮机规定的基准面至尾水位的高度（图2）
通过水轮机的水流所具有的水力功率
水轮机轴传递的机械功率
转轮直径为lm，在lm净水头下，水轮机发 出的功率
水轮机输出功率与输入功率的比值 加权平均效率 是在保证功率或流量下用模型效率换算的
术法求出。对应这些功率或流量的加权平均效 率以下式计算
水轮机轴每分钟的旋转次数
当甩去全部负荷，水轮机轴端负荷力矩为零时
的最大转速 转轮直径为lm，在lm净水头下，水轮机的转速 水轮机模型转轮规定部位的直径
在lm净水头下，输出功率为lkW，水轮机的 转速 n
|
r
z
Hp
hv
H Hn ha
h Hs
Pi(N
Po(N P1′(N1)
n
nr
n1’
D
ns
|
米，Pa
牛顿每立方 米，N/ m
米，m
米，m
米，m
米，m
米，m 米，m
米，m
米，m
瓦，W：千瓦， kW
瓦，W：千瓦， kW
瓦，W：千瓦， kW
%
%
转每分， r/min 转每分， r/min 转每分， r/min
米，毫米， m,mm
m.kW
|
=v
／2g
、
、
…和加权因子…用算W
、W
、W
．．．用算
=
=
)
)
(a) 反击式水轮机立轴、梯形蜗壳、弯尾水管
H
=(z
-z
)+
(c)反击式水轮机 卧轴
H
=(z
+a
-z
)+10
+
(d)冲击式水轮机
A：单喷嘴
H
=(z
+a
-z
)+10
+
B：双喷嘴
H
=
(z
+a
-z
)+10
+
(a)低比速混流式：(b)高比速混流式：(c)转浆式、定浆式：
(d)正吸出高度；(e)负吸出高度
3模型验收试验台
3.1模型验收试验台的要求及选择应由用户在合同中提出。试验台要能满足验收试验项目、
各种试验参数的测量精度和运行稳定的要求。
3.2能量特性、气蚀特性和其它特性的验收试验应在同一试验台进行。特殊情况下经双方
协商同意也可分别在不同的试验台进行。
3.3试验水头：
3.3.1反击式水轮机的能量特性、气蚀特性及其它特性的试验可以使用不同的试验水头。
3.3.2能量试验水头：轴流式不小于4m;混流式、斜流式不小于20m；冲击式不小于40m。
3.3.3气蚀试验水头：轴流式不小于lOm(在偏离最优运行区可适当降低水头)；混流式、斜
流式不小于20m：轴流式及贯流式若原型水头低于lOm时，可按原型水头进行试验。
3.3.4水压脉动的试验水头，应不低于气蚀试验水头。
3.4雷诺数Re的最小值及计算公式见表1。
表l
|
型 式 |
轴流式 |
混流式、斜流式 |
冲 击 式 |
|
Remin 大于 |
2 |
2.5×10 |
3.5×10 |
|
Re
|
Re=D |
Re=B | |
|
Dsmin （尾水管最小进口 直径） Bmin（水斗最小宽度或 最小高度） |
中高比速混流式、轴流式、斜流式及 贯流式 D≥350mm 低比速混流式 D≥250mm |
水斗式水斗宽度Bl≥ 80mm 斜击式水斗高度B1≥ 80mm | |
10
3.5试验水头必须是稳定的。要求测量流量、转速及力矩的过程中，水头波动的最大与最
小之差，不得大于±0.5%。
3.6试验水头上下游测量点布置：为能准确地测定水轮机的净水头，上游测点应布置在蜗
壳进口断面，下游测点应布置在尾水管出口断面。参照图l(a)、(b)、(c)、(d)所示。流速水头可按断面的平均流速值计算。
3.7为防止进入空气，进口处淹没水深，水面应高出进口断面最高点lm以上。
出口处淹没水深，水面应高出尾水管出口断面最高点0.5m以上。
3.8模型水轮机进口水流应是无旋的，流速应是均匀分布的。
3.9模型水轮机组和流量测定装置之间不得另有进水或漏水。
3.10试验用水质应是清洁透明不含有固体杂质。试验过程中最高水温不得超过35℃。
3.11 气蚀试验过程中产生气泡和析出气体时，应保证水头、流量测量仪表的正常工作不受
影响。全封闭试验系统在每次更换或补充新水后，为了尽可能地排除游离的气体分子和气泡，
一般应在真空度7～8mH
O (lmH
O≈9.8kPa)下运行约lh，方可进行正式试验。
3.12气蚀试验过程中最大真空度一般不超过8mH20。在标准大气压力为0.1MPa、水温为
20℃时水中空气总含量不得低于0.2%的水容积。
3.13用于模型验收的试验台，必须经过正式鉴定，并持有鉴定合格证明。试验台的精度，
应达到模型效率的综合误差不大于±0.3%，重复误差不大于±0.15%：用户根据需要也可选
择综合误差为±0.3%～±0.5%，重复误差为±0.15%～±0.25%。凡综合误差大于±0.5%，
不作为验收试验之用。
3.14试验台的实际精度，依模型验收试验时率定结果为准。
4模型水轮机组
4.1模型水轮机组，应由制造厂提供包括自蜗壳进口至尾水管出口的全部通流部件。
4.2模型转轮直径，轴流式、斜流式、贯流式及中高比速混流式D≥350mm。低比速混流
式D≥±250mm;水斗式的水斗宽度及斜击式的水斗高度Bl≥80mm。
不同型号的水轮机转轮直径D取以下部位作为基准值：
a．轴流式及贯流式：D= D
，D
为转轮叶片轴线外缘处的最大直径（图3）。
b．斜流式：D=D
，D
为转轮叶片轴线外缘处的最大直径（图3）。
图3
c．混流式：D=D
，D
为转轮叶片出水边和下环相交处的直径（图4）。
图4
d．冲击式：D= D
，D
为转轮节圆直径（图5）。
图5
4.3模型机组的通流部件，蜗壳、座环、导叶、底环及转轮等，均应严格按制造厂的设计
图纸制作。尾水管应按与原型几何相似的图纸制作。
4.4模型机组的通流部件，蜗壳、座环、导叶、底环、转轮室及尾水管等的几何形状按设
计图纸的允许偏差应符合表2的要求。各部件表面粗糙度，应符合表3的要求。
表2 水轮机模型通流翔5件几何形状允许偏差值
|
|
项 目 |
偏差% |
备 注 | |
|
反 击 式 |
蜗 壳
|
进口内径Do 尺寸A、B、C、D 中心距R |
士1.0 士2 士2 |
|
|
水 轮 机
|
座 环
|
内、外圆直径Da,. Db 圆弧半径R
固定导叶高度Bo 固定导叶翼型
|
士0.4 士2
士0.4 士2 士0.4 士3
|
对导叶最大厚度的
比值 |
|
导 叶
|
导叶高度B 分布圆直径D
Ll、L导叶翼型
|
士0.2 士0.2 士l 士3
|
对导叶最大厚度的
比值 | |
|
底 环
|
内圆直径Dd
圆弧半径R |
士0.1
士2 |
| |
|
|
转轮室
|
喉部直径D4
转轮室直径De |
士0.2
士0.1 |
|
|
尾水管
|
进口内径Ds Ll、H1、H2、W |
土1 士2
|
| |
|
|
引水管
|
进口内径Ds 外形尺寸A、B、C、D 中心距R |
士1 士2 士2 |
|
|
冲 |
机 壳 |
外形尺寸 |
士2 |
|
|
击 式 |
喷 管 |
内径Dp 长度Lp |
士0.5 士2 |
|
|
水 轮
|
喷 嘴
|
内径Dn B o型线 |
士0.3 士0.25 士l |
对Dn的比值 |
|
机
|
喷 针
|
外径Dm
型线 |
士0.3 士0.25 士l |
对Dm的比值 |
、W
、W
表3 水轮机模型过流表耐粗糙度
|
反击式水轮机 |
冲击式水轮机 |
粗 糙 度 |
|
|
喷嘴、喷针头过流表面 |
R |
|
活动导叶 |
喷管、过流表面 |
R |
|
座环、固定导叶、底环、转轮 室、导流锥、顶盖等过流表面 |
|
R |
3.2
~1.6
3.25
12.5~6.3
表4水轮机模型装配尺寸要求
|
项 目 |
允 许 值 % |
备 注 |
|
a b c d e f △p △a △a △K |
0.1 >a>O.05 >0.1 0.1 >c>0.05 ≈0.5 0.1 >e>0.035 <1 士0.2
士2 士0.5 士0.25 |
对所在点直径的比值 对导叶高度的比值 对转轮直径的比值 对转轮体直径的比值 对转轮直径的比值 对水斗宽度的比值 节圆的允许偏差，对D1的比值 对最优平均开度的比值 D1的比值 |
1406
下载说明：
1.请先分享，再下载
2.直接单击下载地址，不要使用“目标另存为”
3.压缩文件请先解压
4.PDF文件，请用PDF专用软件打开查看
5.如果资料不能下载，请联系本站