调压井设计实践.docx
水电站课程设计计算书目录一、设计课题错误!未定义书签。二、设计资料及规定错误!未定义书签。1、设计资料见课程设计指导书、任务书错误!未定义书签。2、设计规定错误!未定义书签。三、调压井稳定断面的计算错误!未定义书签。1引水道的水头损失计算错误!未定义书签。（1）局部水头损失计算错误!未定义书签。（2）沿程水头损失计算错误!未定义书签。2、引水道的等效断面面积计算错误!未定义书签。3、调压井稳定断面计算错误!未定义书签。四、调压井水位波动计算错误!未定义书签。1、最高涌波水位计算错误!未定义书签。1）、当丢弃负荷：3OOOOOKW时，采用数解法错误!未定义书签。2）、当丢弃负荷为4500015000时，采用图解法：错误!未定义书签。2、最低涌波水位错误!未定义书签。1）丢弃负荷度为30000OKW时（数解法）错误!未定义书签。2）增长负荷度为30000.45000KW时（两种措施）错误!未定义书签。五.调整保证计算错误!未定义书签。1、检查正常工作状况下0¾水击压力错误!未定义书签。2、检查相对转速升高与否满足规范规定错误!未定义书签。六、参照文献错误!未定义书签。七、附图：错误!未定义书签。附图1:丢弃负荷时调压井水位波动图错误!未定义书签。附图2:增长负荷时调压井水位波动图错误!未定义书签。一、设计课题：水电站有压引水系统水力计算。二、设计资料及规定1、设计资料见课程设计指导书、任务书；2、设计规定：（1）对整个引水系统进行水头损失计算；（2）进行调压井水力计算求稳定断面；（3）确定调压井波动振幅，包括最高涌波水位和最低涌波水位；（4）进行机组调整保证计算，检查正常工作状况下水击压力、转速相对值升高与否满足规范规定。三、调压井稳定断面0计算1、引水道的水头损失计算（1）局部水头损失计算表局部水头损失采用如下公式计算：2,匕u4J局2“局=褊WFQ表1局部水头损失计算表栏;引水建筑物部位及运行工况断面面积(m2)局部水头损失系数局部水头损失IO-6Q2(m)合计(m)1进水口拦污栅61.280.121.630.3072进口喇叭段29.760.105.763闸门井24.000.2017.724渐变段23.880.054.475隧洞进口平面转弯23.760.076.330.2036末端锥管段19.630.1013.247调压井正常运行19.630.1013.242.2048增一台负荷，从调压井流入管道19.631.50198.619压力引水管道上水平段平面转弯19.630.045.304.467IO下水平段平面转弯9.080.0849.5111斜井顶部立面转弯19.630.0911.9212斜井底部立面转弯9.080.0955.6913锥管9.080.0849.5114三台机满发1叉管19.630.3039.7215三台机满发2叉管19.630.4559.5816一台机满发1叉管19.630.2735.7517一台机满发2叉管19.630.2735.7518蝴蝶阀9.080.1486.64本表计算中Q=102m3s,g=9.8ms2(2)沿程水头损失h程计算表沿程水头损失采用如下公式计算:"程=n2lQ2表2沿程水头损失计算表其中栏1、2、3、4、5、6、7的流量Q为102m3s,根据压力管道有关参数表得7栏的流量为96.9,；8栏日勺流量为64.6,；9、10、11栏流量为32.3查规范和资料得到糙率n,进水口取0.013,隧洞取最小值0.012,压力管道取最大栏号引水道部位过水断面面积W(m2)湿周(m)水力半径R(m)引水道长(m)h程10"Q2(m)合计(m)1进水口喇叭口进水段29.7621.981.35406.04522.6590.0072闸门井段24.0020.001.20235.67624.1340.0133渐变段23.8818.641.281110.012603.3900.0224隧洞D=5.5M段23.7617.281.3756469.6543724.60.8155锥形洞段21.6516.491.31255.07423.1540.0116调压井前管段19.6315.711.250010.9821161.590.03771号叉管19.6315.711.250035.7468881.180.10981-2号叉管19.6315.711.250029.2156296.010.04092号叉管19.6315.711.250012.2323570.70.00410锥管段13.8513.191.05003.9719392.710.00311D=3.4段9.0810.680.850021.25320237.10.0560.013调压井前引水道的水头损失hw=局+程=(0.307+0.203)+(0.007+0.013+0.022+0.815+0.011+0.037)=1.415"压力管道的水头损失(压力管道长度为113.3m,较长不计局部水头损失)h(tpQ=h程=0.109+0.040+0.004+0.003÷0.056=0.212整个引水系统的1水头损失Zh=%+%=0.212+1.415=1.627m2、引水道的等效断面面积计算/=工委JL其中L为调压井前引水道的长度1.二拦污栅长度+喇叭口进口段长度+闸门井段长度+渐变段长度+(D=5.5M洞段长度)+锥形洞段长度+调压井前管段长度=4.1+6.0+5.6+10.0+469.6+5.0+10.98=511.28m1.i计算表E栏号引水道部位过水断面fi(m2)Li(m)4fi(1)拦污栅61.284.10.067(2)喇叭口进水段29.766.00.202(3)闸门井段24.005.60.233(4)渐变段23.8810.00.419(5)D=5.5m23.76469.619.764(6)锥形洞段21.655.00.231(7)调压井前管段19.6310.980.559引水道的等效断面面积:511.28 21.475=23.808 m23、调压井稳定断面计算为使求得的稳定断面满足多种运行工况的规定，上游取死水位，下游取正常尾水位状况计算净水头HO二上游死水位一下游正常尾水位二1082.0-1028.5=53.5mHI=HOiW-3WTOhw：引水道水头损失，大小为1.415hwo:压力管道沿程水头损失，大小为0.212mHI=Ho-%Lo-3X0.212=51.449m当三台机组满出力时，保证波动稳定所需的最小断面：F=k5-其中K的取值为1.0l.l,为引水道总阻力系数f 23.808D=5.5m=-=-1°：=4.284m/S取k=1.0则保证稳定所需要的最小断面为:-=156.46/«四、调压井水位波动计算1、最高涌波水位计算(1)当丢弃负荷：300000kw时，采用数解法当上游为校核洪水位1097.35m,下游为对应的尾水位104L32m,电站丢弃两台机时，若丢荷幅度为30000一一OKW,则流量为63.6一OmVs,用数解法计算。2=_l2gFh01.为引水道的I长度为511.28mf引水道等效断面面积A 23.808F调压井稳定断面为156. 46m2%o引水道水头损失（1o = h局+h程）g取 9.8ms2Vo引水道水流流速Vo=-=63,0=2.67m/sh局=(1.63+5.76+17.72+4.47+6.33+13.24)×106×63.6×63.6=0.20mh程=(4522.659+7624.134+12603.390+543724.6+7423.154+21161.59)X0.012X0.012×63.6×63.6×l06=0.348mhft)=h局+h程=0.20+0.348=0.548mX。=呼=鬻加511.28×23.808×2.672一=51.02gFk2×9.8×156.46×0.548查书本P150图10-4得唧d=oo,则zma=0.10×51.6+1097.35=1112.51m（2）当丢弃负荷为4500015000kw时，采用图解法：当上游为校核洪水位1097.35m,下游为对应的尾水位1041.32m,电站丢弃两台机组时，若丢荷幅度为4500015000KW,则流量为96.531.OmVso运用图解法求解1、以横轴表达引水道流速V,以圆点向左为正（水流向调压室），向右为负；以纵轴表达水位z,以向上为正，向下为负，横轴相称于静水2、作辅助线曲线引水道水头损失曲线：”2高,=0.12+0.10+0.20+0.05+0.07+0.10+0.10+1.50=2.2411C=-Re=n0.012× 1.37566 =87.882hf =Zv2511.28c2R 2g 2g87.8822× 1.37562.24HK2x9.8 2x9.8)v2 =0.232 M绘制Z=m-A=-2加曲线QFFT = 2/F=511.28x156.46=H6sgfV9.81×23.808计算时段"取值范围呜W，A州取值范围为3.9-4.6选用W4S2二空处=0.152,当丢弃负荷为45000kw15000kw时，流量96.531.0/5,F156.46流速4.05-1.30mso2=0.20F156.46Z=-A=-r-r=0.152×4-0.20×4=0.6080.8FF绘制Av=m-z-九)曲线O98=-t=-×4=0.0771.511.28v=(-z-.)=0.077(-z-h.采用matlab编程计算后画图，源代码如下:V(1)=4.05-0.077*(0.608*4.05-0.8)dz(i)=O.608*v(i)-O.8dv(i)=0.077*(-1)*z(i)-0.232*v(i)*v(i)v(i+l)=v(i)+dv(i)
