全透明混流式小轮发电机组模型 细节仿真 一体式设计

贯流式水轮机的引水部件、转轮、排水部件都在一条轴线上，水流一贯平直通过，故称为贯流式水轮机。 贯流式水轮机应用水头范围一般在2~25m，单机出力从几千瓦到几万千瓦。

贯流式水轮机一般分为全贯流和半贯流，而半贯流又分灯泡式、竖井式和轴伸式等。

贯流式机组的发电机转子在水轮机转轮外圆上，水流直贯而入，全贯流式机组应用较少。半贯流式机组把发电机与水轮机分开，目前国内采用灯泡式贯流机较多，竖井式和轴伸式应用于小型机组。

贯流式水轮机无蜗壳，在灯泡贯流式水轮机中，由水库来的水流，经过灯泡式头部，沿灯泡体外壁与厂房混凝土之间的通道进入水轮机，如下图所示。贯流式水轮机与卧轴式轴流式水轮机结构基本相似。根据叶片是否可以转动，贯流式水轮机也分定桨和转浆式。贯流式机组与轴流式机组不同之处在于引水室、导水机构和尾水管。

贯流式水轮机采用圆锥形导水机构，圆锥形导水机构主要有导叶外室、导叶内室、导叶、导叶臂、连杆、控制环等。圆锥形导水机构导叶轴线与机组轴线成60~70°角布置。导叶内外室上都设有支撑导叶的轴承。导叶在内、外室之间组成一个圆锥面，起着调节水流或关机的作用。为了减少导叶端面漏水损失，导叶内、外室表面均为球面。1、规格：3000×1200×2400mm；

2、电源：220V.50Hz；

3、配置参数：

(1) 机组循环供水系统

水箱由支撑底架、上部水箱、潜水泵、给水管、排水管，倒虹吸管、电动阀、水位仪组成；上下蓄水箱1m3为10mm厚**玻璃材质；潜水泵型号IS50，流量10m3/h，功率 200W，转速2000r/min；给排水管Φ500mmPVC化工管连接上下水箱及水泵，电动阀开机通过计算机界面操作；

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。

灯泡贯流式水轮机组模型的发电机密封安装在水轮机上游侧一个灯泡型的金属壳体中，发电机水平方向安装，发动机主轴直接连接水轮机转轮。

灯泡贯流式水轮机组的水轮机部分由转轮室、导叶机构、转轮、尾水管组成；发电机轴直接连接到转轮，一同安装在钢制灯泡外壳上，发电机在灯泡壳内，转轮在灯泡尾端，发电机轴承通过轴承支持环固定在灯泡外壳上，转轮端轴承固定在灯泡尾端外壳上，发电机轴前端连接到电机滑环与转轮变桨控制的油路装置。钢制灯泡通过上支柱、下支柱固定在混凝土基础中，上支柱也是人员出入灯泡的通道。

灯泡贯流式水轮机组的水轮机模型使用蓝色箭头与LED流水灯表示水流走向，水流进入后从灯泡周围均匀通过到达转轮，推动转轮旋转做功后由尾水管排出。通过导叶角度与转轮叶片角度的调整配合可使水轮机模型运行在优状态。灯泡贯流式水轮机组具有结构紧凑、稳定性好、效率较高，适用于低水头大中型水电站。

灯泡贯流式机组是当前广泛应用于大、中型机组的一种机型，其过水流道是轴向的或略微倾斜的。灯泡于水轮机转轮上游，导水机构是锥形。发电机转子直接耦合在水轮机轴上，水轮机轴由两个导轴承支持。灯泡贯流式机组以较低的转速运行，大型机组的转速大约是70～125r/min。

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