水电站水轮发电机组仿真模型 按照原尺寸缩放建模 工艺类型丰富

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。

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。

轴伸贯流式水轮发电机组模型采用卧式布置，也有倾斜安装的，水轮机部分主要有转轮室、转轮、导叶与控制机构、S形尾水管组成，转轮主轴穿出尾水管连接到发电机。由于低转速发电机体积庞大、价格贵，小型贯流式水轮发电机组多采用齿轮增速后带动高速发电机的形式。
轴伸贯流式水轮发电机组的特点是，它具有一个水平或略微倾斜的轴和一个位于S形通道之外的发电机，小灯泡体内只需容纳轴承，增速器布置在水轮机和发电机的中间，尾水管流道有两个弯呈S形。因此，其效率没有竖井式和灯泡式的高。蓝绿色箭头线表示水流走向，水流沿轴向进入，经过导叶进入转轮室，推动转轮旋转做功，流经转轮叶片后，通过S形尾水管排出。该水轮发电机造价与工程投资少，但效率较低，在低水头小水电站中应用较广，其中水平卧式用得多。

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