三峡水利枢纽动态仿真模型 生动逼真 结构布局清晰可见

灯泡贯流式水轮发电机组仿真模型

尺寸要求：3500 mm*2000 mm*2000 mm ；湖南中浩

功能与材质要求：模型材料：采用有机玻璃，珠光玻璃、不锈钢、工程塑料，铜质构件、灯光控制系统、电子、电气，装饰材材料等。

模型功能：（1）用银灰色珠光有机玻璃整体耐压机壳体（机壳抗压强度大于 0.2Mpa），外壳透明，能

教学或实验。能从各个方位各个部件整体结构。如：灯泡型壳体、叶片、导叶、转轮室、发电机转子、发电机定子、进水管、泄水锥、主轴等。

（2）导叶采用斜向圆锥形布置，叶片为转浆式，叶片数为 4 片采用焊接，叶片的形状及其转动操作机构与轴流转桨式水轮机相似。进水管用蓝色珠光有机玻璃剖面布置近似为渐缩型圆直管。尾水管用蓝色珠光有机玻璃剖面布置近似为渐扩型圆直管。进水管、进水管均装有LED 灯光模拟水轮机水流方向。

（3）定子、转子模仿实体制作，加色彩，方便教学讲解与演示，与不锈钢主轴相连，装置配有可逆电机连转轮相接。水轮机模拟灯光演示时，水轮发电机组可仿真演示，设备既可完整地表现结构，又可动态演示。电机功率：0.75kw配电电源：220V,可进行贯流式水轮机能量试验，可稳定且正确测量并显示水轮机工作水头参数、水轮机流量参数、水轮机轴端功率计扭矩参数、水轮机转速参数，水轮机负荷。实验台包括灯泡式水轮发电机组，带溢流板、水位测定读取装置、稳流装置上游透明水箱（水位可调节），1米以上可调水位下游尾水槽，可调开度导叶操纵机构（开度值可直接读取，精度可达1cm），测功器，水位测量仪、流量计，可排水循环水箱（尺寸为4.5×1.2m），大容量水泵；10米以上试验台电源线或电源插座。水槽及水箱材质为钢化玻璃；水轮机转轮为不锈钢材质。

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。

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。

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。

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