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福建水利电力职业技术学院
《水轮机》考试卷E
题 型
是非题 15
选择题 20
名词解释
问答题 31
计算题 16
合计 100
应得分 实得分
18
课程编码： 考试时间： 考试类别： 答卷时间:
评卷人
得分
一、是非题（T表示正确、F表示错误；每小题1分，共15分）
（ F ）1、水轮机额定出力是在最大水头、最大流量、额定转速下水轮机主轴输出的功率。
（ F ）2、轴流定桨式水轮机适用于工作水头不稳定负荷变化大的水电站。 （ F ）3、对水头小于25m的电站，应优先考虑选择轴流式水轮机。 （ T ）4、斜流式水轮机的应用水头介于轴流式与混流式水轮机之间。
（ T ）5、水轮机的动态真空值与水轮机本体无关，它与水轮机的尾水管、运行工况有关。
（ F ）6、对于轴流转桨式水轮机，当水头低于水轮机的设计水头时，水轮机的出力受发电机的额定出力的限制。
（ F ）7、水斗式水轮机的尾水槽与尾水管的功用相同。
（ F ）8、比转速愈高的水轮机，应用水头高、单位流量就愈大。
（ T ）9、在水轮机选型计算中，在单机容量不变的情况下，若所选机型的比速愈高，过流能力愈强，有利于减小转轮直径。
（ T ）10、对于流量较小的中高水头电站，为了满足强度要求和获得较好的水力有关系，采用包角较小的金属蜗壳。
（ T ）11、筒式导轴承回转油箱盖板的内缘有迷宫式密封环，以防止油雾外溢。 （ T ）12、水轮机运行在极限出力点时，随着导叶开度增大其出力下降。
（ F ）13、在选择配套同步发电机时, 要求水轮机的最大逸速大于配套发电机的允许最大逸速。
（ T ）14、混流式水轮机增加叶片数目的目的是提高转轮的强度,但会使水轮机的过流量相应减少。
（ T ）15、随着发电机负荷增加的同时,水轮机必须相应地将导水时开度增大。
二、选择题（每题1分，共20分） 评卷人 得分
（ 4 ）1、按水轮机基本技术条件规定，冲击式水轮机允许负荷范围是：
（1）40～100%（2）70～100%（3）30～100%（4）25～100%。
（ 4 ）2、水斗式水轮机与混流式水轮机相比较，其特点是（ ）。
（1）适用高水头，大流量；（2）平均效率高；（3）应用水头范围窄；（4）结构
简单，工程造价较低。
（ 1 ）3、水斗式水轮机喷管相当于反击型水轮机的（ ）。
（1）导水机构； (2)导叶操作机构； (3)导叶； （4）泄水锥。 （ 2 ）4、水轮机线性特性曲线中包括（ ）。
（1）主要模型综合特性曲线；(2)工作特性、水头特性和转速特性曲线；(3)效率特性
曲线；（4）运转综合特性曲线。
（ 1 ）5、已知发电机效率为0.96，水轮机效率为0.89，机组单机容量为12500kw，则水轮机出力为＿＿＿。 (1)13021 kw (2)12000 kw (3) 14045 kw (4) 11125kw （ 3 ）6、混流式水轮机基础环的作用是（ ）。
(1)承受水流轴向推力； (2)承受基础混凝土重量； (3)座环基础，在安装、检修时放置转轮； (4)承受机组转动部分的重量。 （ 1 ）7、比转速与水轮机能量特性、空化性能的关系表述正确的是 （1）比转速越高，能量特性越好；（2）比转速越高，空化特性越好；（3）比转速越高，能量特性越差；（4）比转速的上限值主要受能量特性限制的； （ 2 ）8、属于导水机构的传动机构是（ ）。
（1）接力器； （2）控制环； （3）导叶； （4）顶盖。
（ 2 ）9、混流式水轮机在转轮直径值的计算时,单位流量值是指_____ 与_____对应点值。
(1)最高效率,最大单位流量；(2)最优单位转速,5%出力限制线；(3)最高效率、最优转速。
（ 3 ）10、中、低水头混流式水轮机转轮直径Dl与叶片出水边的最大直径D2的关系是。
(1)D1＞D2； (2)D1=D2； (3)D1≤D2； (4)D1≥D2； （ 2 ）11、混流式水轮机的设计水头是（ ）。
(1)水轮机正常运行水头；(2)水轮机发出额定出力的最低水头； (3)水轮机发出最大出力的最低水头；(4)保证水轮机安全、稳定运行的最低工作水头。 （ 1 ）12、混流式水轮机的端面间隙的调整是通过____部件进行调整。 (1)端盖的调节螺钉 (2)耳柄式连杆的旋套 (3)叉头式连杆的螺杆
（ 4 ）15、由于发电机层与水轮机距离较小，为方便辅助设计布置应考虑选用哪种梯形混凝土蜗壳。
（1）上伸式； （2）下伸式； （3）对称式； （4）平顶式。 （ 4 ）16、座环下环内缘的下部与( ）相接。
（1）底环； （2）顶盖； （3）尾水管； （4）基础环。 （ 2 ）17、水电站的三大主设备是指：( ）。
（1）水轮机、水轮发电机、调速器； （2）水轮机、水轮发电机、电力变压器； （3）水轮机、电力变压器、调速器； （4）水轮发电机、调速器、电力变压器。 （ 4 ）18、反击式水轮机能量损失产生的原因有（ ）。
（1）水力损失和容积损失； （2）机械损失和容积损失； （3）水力损失和机械损失； （4）水力损失、容积损失和机械损失。 （ 3 ）19、尾水管的重要性对轴流式和混流式水轮机的影响一般情况下是
(1)对混流式的影响更大（2）影响程度相同（3）对轴流式影响更大（4）无法断定。 （ 2 ）20、对尾水管内的水力损失的叙述，说法正确的是：（ ）。
（1）尾水管出口水流动能愈小，则尾水管的回能系数愈； （2）尾水管出口水流动能愈小，则尾水管的回能系数愈大； （3）尾水管出口水流动能愈大，则尾水管的回能系数愈大； （4）尾水管出口水流动能愈大，则尾水管的回能系数愈小。
三、名词解释（每题3分，共18分） 评卷人 得分 1、GT800－WP－410
答：贯流转桨式水轮机，转轮型号800，卧轴灯泡式，转轮标称直径为410cm。
2、HL220—LJ—250
答：混流式水轮机，转轮型号220，立轴金属蜗壳，转轮标称直径为250cm。 3、蜗壳最大包角
答：指蜗壳的进口断面到蜗壳的鼻端所围角度。 4、水轮机比转速
答：水轮机在水头为1m，出力为1KW时所具有的转速。 5、空蚀
答：当流道中水流局部压力下降到临界压力（一般接近汽化压力）时，水中气核成长为气泡，气泡的聚积、流动、分裂、溃灭现象的总称。 6、单位流量
答：水轮机转轮标称直径为1m，有效水头为1m时所具有的流量。
四、问答题（共31分） 评卷人 得分 1、常用的补气方式有哪些？其各适用于什么情况？(6)
答：有自然补气和强迫补气两种方式。 当下游水位变化不大且吸出高度为正值时，采用自然补气。当下游水位变化的幅度大且Hs<-5m以上采用自然补气有困难时，采用射流泵或压缩空气进行强迫补气。
2、试述立式机组导轴承的作用是什么？紧急真空破坏阀的作用是什么？（6分） 答：导轴承作用是：固定主轴轴线，承受机组的径向力和振摆力。
紧急真空破坏阀的作用：当机组在紧急停机时，由于水流惯性作用，会在转轮下形成很大的真空，会破坏机组的顶盖；并且水流反向倒流，产生反泵向力，引起机组抬机现象。为避免出现出述情况，在出现真空时补入空气，破坏其真空和水流倒流时起到缓冲消能的作用。 3、为什么说切击式水轮机适用于水头变化小而负荷变化大的电站？（6分） 答：从分析切击式水轮机的等效率曲线可知，切击式水轮机的效率沿横轴Q11变化很缓，而沿纵轴n11变化很大，这说明在转轮直径、转速为常数时，其效率受水头变化影响大，受流量变化影响小。所以说切击式水轮机适用于水头变化小而负荷变化大的电站。 4、计算D1时，为什么采用限制工况Q11的，而不用最优工况的Q110？计算同步转速采用哪
个水头？计算吸出高度HS时，应计算哪两种工况下的吸出高度，最后选取哪个值作为结果？（8分）
答：计算D1时，采用限制工况的单位流量计算的水轮机转轮直径较小，可降低转轮造价；其次，当水轮机工况发生改变时，水轮机运行工况会在接近于最优工况下运行，保证水轮机在高效率区运行。
计算同步转速时采用的是加权平均水头。
计算吸出高度HS时，应计算最大水头和设计水头两工况下的各吸出高度，最后选取小值作为计算结果。
5、什么是水斗式水轮机的排出高度Hd？Hd太大或太小，有何影响？ （5分） 答：水斗式水轮机的排出高度：竖轴冲击式为转轮节圆平面到设计尾水位的高度； 对横轴冲击式为转轮节圆直径最低点到设计尾水位的高度。 如果排出高度选择太大会导致利用水头变小，造能量浪费。如果选择太小会引起排气高度不足，严重会引机组振动；同时也会引起风阻增加，引起水轮机效率下降。
五、计算题（共16分） 评卷人 得分 1、某小型水电站装机容量4×2500KW，设计水头32m，选用HL240－LJ－120型水轮
机,单机引用流量9.8 m3/s，模型气蚀系数σ=0.21，导叶相对高度b0=0.365，电站海拔高程122m，下游最低尾水位118m，求水轮机安装高程。（8分） 水电站下游水位和流量关系曲线如下：
Z(m) 600.1 600.5 601.0 601.3
8 15 20 25 Q（m3/s） 解：Hs10
601.5 30
601.8 40
E122KH101.30.21321.13(m) 900900
本电站为4台机，由1台机额定流量Q=9.8 m3/s查上表得下游水位600.3 m
2、某混流水轮机D1=2.5m，H=35m。已知模型试验数据：D1M=0.46m，HM=4m，在效率最高时ｎM=300r/min,，QM=0.32 m3/s，PM=11.0kW。试求原型机在效率最高时的ｎ、Q、P和ηmax。（8%）
解：计算模型的单位参数：
原型机最高效率：max1(1Mmax)5
D1m0.46
1(187.6%)591.2% D12.5
单位参数修正：
max0.912
110.020.03，单位参数不需修正。
Mmax0.876
则：nn11
H3569163.3(r/min) D12.5
本文来源：https://www.wddqxz.cn/ac8a39a7a3116c175f0e7cd184254b35eefd1a2b.html
2022-08-03
