混流式水轮发电机组模型 按照原尺寸缩放建模 颜色丰富鲜艳

混流式水轮机模型的水流是径向进入转轮，轴向离开转轮。混流式水轮机模型可应用水头范围很广，从20m至700m水头都有相应的产品供使用。混流式水轮机转轮结构模型 下面通过一个混流式水轮机转轮模型来介绍其工作原理与结构，模型有16个叶片，转轮模型的立体结构图，多个叶片固定在上冠下面的锥面上，叶片下端固定在下环内侧，为看清叶片形状，剖开部分下环。水流是从四周水平方向进入混流式水轮机的转轮在水轮机模型中，水流是通过 活动导叶 进入转轮的，活动导叶分布在转轮周围，导叶控制水流的大小与走向，参见 水轮机的导水机构 课件。水轮机模型的主要部件都是围绕座环展开的。座环下方有底环与尾水管，座环上方有顶盖，座环外侧安装蜗壳，座环内侧安装多个导叶，在中间安装转轮，转轮的轴承是安装在顶盖上的导轴承。在导轴承下方有轴密封装置防止水沿轴漏入顶盖上方。转轮的上冠与顶盖间缝隙很小，在转轮的下环与底环间缝隙也很小，在其间有止漏环，在保证转轮自由旋转的同时还要防止漏水影响水轮机效率
轴流式转轮模型可分为定桨式和转桨式两种，它们的主要区别是转桨式转轮的叶片随导叶开度和水头的变化能自动调整叶片安放角，与导叶保持佳的协联关系。在水轮机运行中，导叶必须按负荷调整开度，而转轮一边旋转一边调整叶片角度保持与导叶的佳协联关系，即所谓“双重调节”，使水轮机在较大的出力范围内均保持较高的效率。定桨式转轮由于在运行中叶片不能调整，当机组负荷发生变化，导叶开度改变时，叶片安放角不能及时调整，水流对叶片冲角增大，所以在整个出力范围内水轮机的区很窄，但它的结构简单，在中小型电站中仍较多被采用。
轴流定桨式水轮机模型一般有3—6片叶片。中小型转轮叶片和转轮体整体3D打印或叶片加热成型后粘接在转轮体上。大中型转轮的叶片为金属压制成型后用螺栓固定在转轮体上，在转轮体与叶片连接法兰面上设有定位销固定在一个安放角。有的停机后可以人工调整叶片定位销改变叶片的安放角。转轮上部和主轴相连，下部固定泄水锥。
轴流转桨式水轮机模型转轮叶片安放角能自动地随工况而变，并和导水叶开度相匹配。为了转动叶片，转轮体内装有活塞、油缸、活塞杆、操作架、连杆、拐臂等，上部和带压力油管的主轴相连，下部固定泄水锥，其主轴多数为水平布置，少数为倾斜布置。

水斗式水轮机模型主要结构包括PMMA透明材质输水管、喷流机构、转轮、折向器和机壳等切击式水轮机工作射流中心线与转轮节圆相切，故名切击式水轮机。其转轮叶片均由一系列呈双碗状水斗组成，故又称水斗式水轮机。切击式水轮机是目前冲击式水轮机中应用广泛的一种机型。喷流机构主要由喷管、喷嘴、喷针（针阀）和喷针移动机构组成；其作用是把水流势能转化为射流动能，并通过移动喷针来调节流量 。
转轮由圆盘和固定在它上面的水斗组成，射流冲向水斗，水斗与射流相互作用，射流动能转化为转轮旋转机械能；由于承受射流，水头越高对转轮强度要求也越高。
折向器就是一块高强度钢板（和驱动装置），机组甩负荷时折向器迅速使射流偏转，避免使机组转速过快。
机壳则主要起支撑水轮机轴承、排水的作用。
值得说明的是水斗水轮机中喷流机构和折向器都不只一套，其数量因型号各异，一般水头低时选4—6个，水头高时选2—3个。

竖井贯流式水轮机模型是将发电机组安装在水轮机上游侧的一个混凝土竖井中，水轮机部分主要由导叶机构、转轮室、转轮、尾水管组成，转轮主轴伸入混凝土竖井中，通过齿轮箱等增速装置连接到发电机。也有把发电机布置在上面厂房，转轮主轴通过扇齿轮或皮带轮与发电机连接，使竖井尺寸更小一些。
水流走向：水流进入后从混凝土竖井两旁通过再汇集到导叶进转轮室，水流推动转轮旋转做功后从尾水管排出。为更清楚看清水流走向与内部结构，竖井贯流式水轮机模型剖去混凝土结构上部分的机组结构，蓝绿色箭头线表示水流走向。竖井贯流式水轮机组结构简单、造价低廉、运行和维护方便，但效率较低，在低水头小水电站中应用较广。

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