Гидротехнические сооружения. Том II

или иной универсальной характеристике турбины. Следует отметить, что такое сравнение характе ристик и определение размеров и числа турбин не является достаточно точным; его можно реко мендовать лишь для предварительных расчетов. Для более строгого анализа необходимо по строить универсальные характеристики станций для различных типов турбин и произвести по ним подсчет выработки энергии за характерный период. 6. СРАВНЕНИЕ ТУРБИН ПО МЕТОДУ НАЛОЖЕНИЯ ПОТОКА НА УНИВЕРСАЛЬНУЮ ХАРАКТЕРИСТИКУ СТАНЦИИ Сравнить турбины по выработке энергии и ре жиму их работы можно по методу наложения потока реки на универсальную характеристику станции. Наложением потока на универсальную характеристику станции можно достаточно полно выявить пригодность того или иного типа турбин для данных условий режима водотока. Построе ние универсальной характеристики станции должно быть произведено в координатах потока, т. е. H и Q. ГІо вычисленным координатам h и q наносятся обычным способом линии равных коэфициентов полезного действия для одной турбины; затем эти линии для каждого напора смещаются параллельно оси абсцисс на величину пропускной способности вновь включаемой турбины (рис. 130). Точки пересечения линий равных к. п. д. дают наивыгод нейшее включение турбин. Если эти точки для разных к. п. д. соединить, то получим линии вклю чения турбин. В зависимости от формы универ сальной характеристики получится и форма линий включения. На характеристику затем можно на нести линии равных мощностей по уравнению: h : N _ const " AfQvj ' kqv (41) а также кривую объемов или сработки водо хранилища и кривую связи горизонтов в нижнем бьефе. При этом отметки горизонта воды надо совместить с шкалой напора так, чтобы при постоянном горизонте верхнего бьефа (период межени и частично паводка) разность этих отме ток давала на характеристике величину напора. Для этого кривая связи и шкала напора строятся исходя из следующих соображений. Нормальному максимальному напору соответствуют: а) нормаль ный горизонт верхнего бьефа, б) нормальный горизонт нижнего бьефа; если последний отнести к первому и построить вторую шкалу горизонтов (против нормального подпертого горизонта верх него бьефа — нормальный горизонт нижнего бьефа), то разность этих горизонтов будет давать для каждого расхода напор. Следова тельно, если построить кривую связи от нор мального подпертого горизонта сверху вниз, (обращенная кривая связи), то она будет характе ризовать изменение напора от повышения гори зонта в нижнем бьефе. Геометрическое место точек кривой связи на универсальной характери стике станции тогда представит собой режим работы турбин. Для ясности чертежа кривые: 1) объема или сработки водохранилища, 2) связи горизонтов в нижнем бьефе могут быть вычер чены на прозрачной бумаге и соответствующим образом подклеены к основному чертежу — уни версальной характеристике станции. На этой про-

для случая пересчета единичной характеристики, построенной в координатах Пу, q на коорди наты Я и Q и заданные проектные условия: п о и D; б) ( 3 6 )

n, •'-чау(Am) <4о)

тля пересчета характеристики модели, построен ной в координатах я / , n a на координаты h и n и заданные проектные условия: я 2 и d 2 . Пользуясь этими формулами, мы можем про извести не только пересчет любой характери стики на заданные условия, но и произвести сравнение, и, в известной мере, отбор наиболее подходящих характеристик. Суть такого сравне ния сводится к следующему. Прежде всего устанавливаем для данного расчетного напора допустимую по условиям кавитации величину быстроходности турбины. Если нет никаких на этот счет указаний завода, быстроходность прини маем по кривой n s = / ( / 7 ) , построенной по но вейшим данным о выстроенных гидростанциях. Далее смотрим, в какой области характеристики лежит принятая нами быстроходность. Если она лежит близко к оптимальной области — характе ристика подходит, если же она лежит в нижней области, т. ё. соответствует более низким напорам, т о т а к а я х а р а к т е р и с т и к а м е н е е у д о в л е т в о р и т е л ь н а . Установка турбины, имеющей такую характеристику потребует отно сительно большего числа агрегатов с меньшей их мощностью. Если же окажется, что данная быстро ходность на характеристике соответствует боль шему напору, чем расчетный, т. е. она лежит выше оптимальной области, и характеристика заводом подтверждена, то это значит, что з а в о д г а р а н т и р у е т д л я р а с ч е т н о г о н а п о р а б о л ь ш у ю б ы с т р о х о д н о с т ь , ч е м э т о с л е д у е т и з п р а к т и к и о с у щ е с т в л е н - н ы х г и д р о у с т а н о в о к , т. е. из к р и в о й n s =f(h). Такую характеристику следует считать хорошей. Произведя отбор характеристик по быстроход ности, производим сравнение их по мощности. Для этого в формулу (36) вместо Н 2 подставляем значение расчетного напора. Тогда можно написать, что Н Р _ f D 2 \ 2 I / чш д - У или, отнеся это равенство к определенным tiy, Н а , A i , получим, что JV 2 = / 2 ( D 2i tu). Следовательно, задаваясь рядом синхронных чисел оборотов, получим несколько значений диаметров турбины. Подставив эти значения в равенство (40), получим соответствующие мощ ности турбины. Если результаты таких подсчетов, для отдельных характеристик, представить в виде графиков, то они могут служить наглядным мате риалом для сравнения характеристик. Зная вели чину установленной мощности станции, не трудно определить число потребных агрегатов, при той Из формулы (40) видно, что