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绪论 1

学习提示 1

第一节 水能利用发展概况 1

第二节 水能开发方式及水力发电的基本原理 2

第三节 水力发电的特点 4

第四节 我国的水能资源及其开发利用 5

第五节 水电站课程的任务和主要内容 15

思考题 15

第一篇 水轮机 16

第一章 水轮机类型、结构及工作原理 16

学习提示 16

第一节 水轮机的主要类型 16

第二节 水轮机的基本工作参数 22

第三节 水轮机的基本结构及装置方式 26

第四节 水轮机的标称直径及型号 33

第五节 水流在反击式水轮机转轮中的运动 35

第六节 水轮机工作的基本方程 37

第七节 水轮机的效率及最优工况 40

思考题 44

第二章 水轮机蜗壳、尾水管及空化与空蚀 46

学习提示 46

第一节 蜗壳的型式及其主要尺寸的确定 46

第二节 尾水管的作用、型式及其主要尺寸的确定 54

第三节 水轮机的空化与空蚀及空化系数 62

第四节 水轮机的吸出高度和安装高程 70

第五节 水轮机的磨蚀及抗磨蚀措施 73

思考题 75

第三章 水轮机特性及选型 77

学习提示 77

第一节 水轮机的相似理论及单位参数 77

第二节 水轮机的效率换算及单位参数修正 82

第三节 水轮机的比转速 84

第四节 水轮机的模型试验 85

第五节 水轮机的特性曲线及其绘制 88

第六节 水轮机的选型 98

第七节 计算机辅助水轮机选型设计 117

思考题 121

第四章 水轮机调节 123

学习提示 123

第一节 水轮机调节的任务 123

第二节 水轮机调节系统的特性 125

第三节 调速器的工作原理 128

第四节 调速器的类型及选择 129

第五节 调速器的油压装置及选择 133

思考题 135

第二篇 水电站输水系统 136

第五章 水电站布置型式及其组成建筑物 136

学习提示 136

第一节 水电站的布置型式 136

第二节 水电站的组成建筑物 148

思考题 148

第六章 水电站进水口及防沙、防污和防冰措施 149

学习提示 149

第一节 进水口的功用、要求和类型 149

第二节 有压进水口的主要类型及适用条件 150

第三节 有压进水口的位置、高程及轮廓尺寸 152

第四节 有压进水口的主要设备及防沙工程措施 154

第五节 无压进水口及防沙、防污和防冰措施 161

第六节 沉沙池布置及设计 165

思考题 168

第七章 水电站渠道、压力前池及隧洞 169

学习提示 169

第一节 渠道 169

第二节 压力前池及日调节池 174

第三节 隧洞 177

思考题 181

第八章 水电站压力管道 182

学习提示 182

第一节 压力管道的功用和类型 182

第二节 压力管道的线路选择和供水方式 184

第三节 压力管道的水力计算和经济直径的确定 186

第四节 钢管的材料、允许应力和管身构造 187

第五节 压力管道的闸门、阀门和附件 189

第六节 明钢管的布置及结构设计 192

第七节 地下压力管道布置及结构设计 207

第八节 坝身压力管道布置及结构设计 212

第九节 分岔管布置及类型 217

第十节 压力管道有限元计算分析简介 220

思考题 223

第九章 水电站水击及调节保证计算 225

学习提示 225

第一节 水电站不稳定工况及研究水击的目的 225

第二节 水击计算的简单公式和水击波传播速度 227

第三节 简单管道水击发展过程 230

第四节 水击计算的基本方程 235

第五节 水击计算的边界条件和水击波的类型 239

第六节 水击计算的解析法 245

第七节 水击计算的特征线方程及有限差分方程 251

第八节 复杂管道水击的简化计算 255

第九节 调节保证计算的概念及转速升高近似计算 258

第十节 水击计算工况和减小水击压力的措施 261

思考题 264

第十章 调压室 265

学习提示 265

第一节 调压室的功用、要求及设置条件 265

第二节 调压室的基本布置方式及类型 267

第三节 调压室工作原理及基本方程 272

第四节 调压室水力计算内容及计算工况 274

第五节 简单式及阻抗式调压室水位波动解析计算 276

第六节 水室式、溢流式和差动式调压室水位波动解析计算 279

第七节 调压室水位波动的稳定问题 284

第八节 调压室结构布置及设计原理 291

第九节 有压引水系统非恒定流计算简介 296

思考题 302

第三篇 水电站厂房 303

第十一章 水电站厂区及岸边式厂房布置设计 303

学习提示 303

第一节 厂区布置设计 303

第二节 厂房的功用和基本类型 307

第三节 厂房的组成 309

第四节 发电机及其支承结构 314

第五节 辅助设备的布置 318

第六节 厂房内部布置 322

第七节 主厂房各层高程的确定 329

第八节 主厂房平面尺寸的确定 333

第九节 厂房布置设计所需资料和设计步骤 337

思考题 340

第十二章 其他类型厂房布置及设计特点 342

学习提示 342

第一节 坝后式厂房 342

第二节 河床式厂房 347

第三节 地下式厂房 357

第四节 溢流式厂房 367

第五节 坝内式厂房 370

第六节 冲击式水轮机厂房 372

第七节 抽水蓄能机组厂房 374

思考题 377

第十三章 厂房结构设计 378

学习提示 378

第一节 水电站厂房的结构特点 378

第二节 地面厂房的整体稳定和地基应力计算 381

第三节 发电机支承结构计算 384

第四节 蜗壳和尾水管结构计算 390

第五节 吊车梁和排架柱计算 400

第六节 垫层蜗壳组合结构三维有限元计算分析简介 404

思考题 408

参考文献 409