流体机械毕业设计PPT

2008级本科毕业答辩题目：嘉禾水电站水轮机选型及结构设计专业：热能与动力工程（流体机械方向）答辩人：指导教师：毕业设计任务（1）水轮机选型设计。（2）水轮机蜗壳水力设计及尾水管设计，并绘制单线图。（3）水轮机结构设计，绘制导水机构运动图及水轮机总装图。（4）蜗壳强度计算及导叶加工图。（5）编写设计计算说明书。毕业设计完成成果：（1）设计计算说明书（2）水轮机运转综合特性曲线（A3）（3）蜗壳单线图（A1）（4）尾水管单线图（A2）（5）导水机构运动图（A1）（6）水轮机总装图（A0）（7）导叶加工图（A1）一、水轮机选型设计设计参数：电站总装机容量为最大水头最小水头加权平均水头额定水头电站引用流量电站海拔高程该电站远离负荷中心，在系统中担任基荷。30000plPKWmax60.8Hmmin42.6Hmpj50.8Hm50.6rHm380.5/plqms468m根据原始资料选择水轮机，其主要设计任务是：①确定电站装机台数及单机功率。②选择水轮机的类型及型号。③确定机组的装置方式。④确定转轮直径、额定转速、额定流量、飞逸转速。⑤计算所有运行水头和功率下水轮机的效率和吸出高度值，绘制水轮机运转综合特性曲线。⑥轴向水推力的计算。⑦估算水轮机质量。水轮机选型成果：本次设计选择的水轮机型号为HL260/D74-LJ-200其具体参数见下表：转轮直径额定转速单位转速单位流量效率额定流量允许吸出高度飞逸转速轴向水推力水轮机质量300/minnr12Dm1184.36/minrnr0.9273111.153/rQms332.85/vrQms0.214sHm586.37/minRnr76.4ocPtf94.7Gt二、导水机构运动图的绘制绘制导水机构运动图有以下目的：（1）确定最大可能开度下所需的接力器行程，从而最终确定各传动机构的尺寸参数；（2）确定最大可能开度下的接力器行程Smax，绘制接力器行程S与导叶任意开度的关系曲线，并检查导水机构运行时的均衡性；（3）确定不同导叶开度下的β，λ值，并绘制曲线；（4）确定控制环大耳孔、小耳孔的相对位置及相应的推拉杆位置，使得大耳孔在2个极限位置时，推拉杆的偏斜角度为最小；（5）确定导叶限位块的位置，检查传动件在不同位置下是否相撞，尤其是在剪断销（或其他保护装置）断裂时是否会造成连杆与导叶臂相撞；（6）确定导叶关闭时，相邻导叶间的密封位置及导叶端面密封条的分布圆直径，或端面密封所需的最小平面尺寸；（7）确定固定导叶的布置位置及进、出口角，设计固定导叶的形状。导水机构主要参数：导叶数：导叶分布圆直径：大耳孔分布圆直径：小耳孔分布圆直径：转臂长度：连杆长度：016Z02350Dmm1700yDmm1600cDmm270HLmm317cLmm导水机构运动图（CAD）设计制图审核比例件数材料共1张第1张西华大学能源与环境学院200８级热能与动力工程专业HL260/Ｄ７４-LJ-２００导水机构运动图王洛王洛１D0DyDcLHLC235017001600270317a0025%a050%a075%a0a0ra0maxa0kβ/(°)74.162.840.830.829.82218.3λ/(°)98.390.690.192.292.798.8105.3S/（mm）064100.5132.5136165.1186.5s-a0三、水轮机蜗壳的水力设计本次设计采用的是完全包角的金属蜗壳，。蜗壳断面的计算是按照水流运动规律来进行的。由于受到与座环连接的影响，蜗壳圆形断面从进口开始延续至某一断面时，将过渡为椭圆形断面，因此蜗壳其余断面的计算应分为两个方面来进行。345uvrconst蜗壳单线图（CAD）序号断面号1234567891011121314151617181920212223Ri44014327425241764099402039393856377236853596350434083309320530952978283526852527235921771978ai30743036299829592919287928372795275127062659261125612509245323942330221720961969183416891528P园1327129112541217117911401101106110200.9790.9360.8920.8460.8010.7510.7010.6470.6180.5880.5570.5240.4880.449ai'2.2532.1732.0871.9971.8991.792P椭0.5530.4550.3510.2410.121-0.009比例件数材料蜗壳单线图设计制图审核西华大学能源与环境学院2008级热能与动力工程专业共1张第1张王洛王洛四、水轮机尾水管的设计尾水管是水轮机过流通道的一部分。尾水管的形式对不同比转速水轮机的性能存在不同程度的影响，尤其是对高比转速的水轮机影响更为明显。尾水管的型式可分为直锥和弯肘形两种，大中型水轮机中广泛采用弯肘形尾水管，本次设计采用的是弯肘形尾水管。尾水管单线图（CAD）比例件数材料设计制图审核西华大学能源与环境学院2006级热能与动力工程专业HL260/A244-LJ-160尾水管单线图共1张第1张BN-031:101黄超黄超五、水轮机结构设计主轴的设计主轴是水轮机的主要部件，主轴一般采用碳素钢或者合金钢整锻，本次设计采用的是ZG20MnSi整铸结构。在选择水轮机主轴直径的时候，通常根据主轴承受的扭矩来计算，本次采用厚壁轴，通过计算查表得出主轴直径，主轴内径取。350Dmmmmd150转轮的设计本次设计选用的是HL260/D74型号的转轮，其上冠、下环和叶片的组合采用铸焊结构。上冠和下环采用碳素钢铸成，叶片采用0Cr13Ni4Mo单独铸造。导叶的传动机构导叶传动机构的型式主要有叉头传动机构和耳柄传动机构两种型式。其中叉头传动机构受力情况好，适宜于大中型机组上采用，本次设计采用叉头传动机构。水轮机总装图（CAD）序号名称数量材料备注1234567891011121314151617181920212223242526272829303144地脚螺栓座环下轴套0型密封抗磨板L型密封中轴套双头螺柱顶盖套筒上轴套拐臂连板端盖调节螺母分半键剪断销叉头推拉杆叉头销温度信号器冷却器油位信号器发电机轴水轮机轴回油管轴瓦轴承体控制环油盆45323334353637383940414243主轴密封检修密封上冠迷宫式密封转轮叶片弹性垫层活动导叶固定导叶底环蜗壳泄水锥下环尾水管十字补气架161161711616121161616161616161616221111211111111112141168111111ZG35ZG35尼龙1010橡胶1Cr13橡胶尼龙101045钢45钢Q235尼龙1010ZG35Q235Q23545钢45钢ZG35ZG35ZG35ZG35ZG3545钢45钢45钢巴氏合金ZG35Q235橡胶橡胶20MnSi1Cr13ZG0CR13Ni9Ti石棉、沥青毛毡等ZG20MnSiQ235Q235Q235Q23520MnSiQ235Q235HL240/D41分半GB/898-1988GB/T5782-2000螺栓M30X180基本参数设计水头：Hr=50.6m最大水头：Hmax=60.8m最小水头：Hmin=42.6m平均水头：Hpj=50.8m额定转速：n=300r/min额定出力：p=15625kw引用流量：qv,pl=80.5m3/s电站海拔高程：=468m技术要求１、水轮机在安装和装配时应注意校正上、下止漏环同心度，其直径相对误差不超过实际平均间隙的±１％。２、主轴密封在安装时要校正好端面的水平度。３、各转动部分要求转动灵活，各连接螺栓必须紧固。４、导叶上端面间隙为0.22-0.60mm，下端面间隙为0.106-0.3mm，但不得有接触和摩擦。ΔΔHL260/D74-LJ-2001:5BH-05能源与环境学院2008级热能与动力工程比例共1张第1张审核王洛件数1水轮机总装图设计制图350H7n6?370350H7n62850H8f7?350尾水测压管减压孔出水管进水管主轴密封技术供水紧急真空破坏阀排水至集水井排水六、水轮机蜗壳的强度计算蜗壳是一个不密封的壳体，其断面尺寸及形状是均匀变化的，采用A.E.日穆金法进行假设计算。按照环形蜗壳的无矩理论可计算出受均匀水压力作用而产生的薄膜应力。本设计的蜗壳采用钢板焊接结构，材料为16Mn。钢板焊接蜗壳子午断面上的应力有：蜗壳的薄膜应力、蜗壳与座环连接处产生的附加应力、不同厚度钢板连接处的附加应力。通过计算，取蜗壳的最大厚度为。。16mm七、导叶加工图(CAD)16共1张第1张ZG20MnSi黄超黄超HN-0610101.5x45°95(-0.010-0.029)105(-0.012-0.034)1.5x45°?115?23(+0.0210)1.612°1.6??100?GB/t4459.2-B2.5/8GB/T4459.5-CM24L48/322005级热能与动力工程专业西华大学能源与环境学院材料4、导叶型线按现行有关规定。3、铸件应进行退火处理；2、铸件不允许有疏松、缩孔、夹渣、裂纹等铸造缺陷；1、铸件材料应符合GB5680-86中的规定；技术要求1：2件数比例审核制图设计导叶加工图HL260/A244-LJ-160谢辞本次毕业设计得到了符杰老师的指导以及学院各领导、老师的关心和支持，在设计过程中许多同学也对本设计提出了许多宝贵的意见以及对我的帮助。在此，我对他们表示衷心的感谢。在本设计过程中难免存在错误和不足,尽请各位老师指正!感谢各位领导、老师和同学们参加我的毕业答辩