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第一篇农村能源概论 1

一、农村能源是一个战略问题 1

目录 1

图4-5-10普通压条 18 2

二、我国发展农村能源的方针 2

三、近几年我国农村能源工作取得的成绩 3

四、农村能源工作面临的形势 4

五、今后农村能源建设需要加强的几项工作 5

第二篇 省柴灶 7

第一章概述 7

第一节 炉 7

一、水泥炉 7

第二节灶 8

五、泥炉 8

四、铸铁炉 8

三、陶瓷炉 8

县铁皮炉 8

图2-1-2广西壮族自治区鹿寨 8

二、铁皮炉 8

图2-1-1 河南省鹿邑县水泥炉 8

一、自拉风灶 9

图2-1-3前拉风灶 9

图2-1-4 后拉风灶 9

图7-3-6进水室适用范围示意图 43 9

图2-1-5连二灶 10

图2-1-6连三灶 10

图2-1-7多锅灶 11

二、强制通风灶 11

图2-1-8陕西省乾县风箱灶 11

五、氮 12

四、磷和钾 12

三、硫 12

第一节柴草的组成成分 12

二、氢 12

第二章柴草的燃烧 12

一、碳 12

表2-2-1燃料低位发热量与 13

含水量对照表 13

七、灰分 13

第二节柴草的燃烧 13

六、水分 13

第三节柴草的热值及成分的表示方法 14

表2-2-2各种燃料组成成分 14

第三章热能的传递 16

第一节传热的三种方式 16

一、导热 16

表2-3-1省柴灶常用材料 16

的导热系数 16

图2-3-1锅壁导热示意图 16

二、对流换热 17

第二节热量在柴灶（炉）中的传递过程 17

三、热辐射 17

图2-3-2柴灶中传热过程示意图 18

第四章省柴灶省柴原理 19

第一节旧灶的弊病 19

图2-4-1扩散型供气 19

第二节热量损失浅析 19

排烟热损失 19

二、化学不完全燃烧热损失 20

三、机械不完全燃烧热损失 20

四、撒热损失 20

五、灶体和锅的蓄热量 20

二、热能的充分利用 21

图2-4-2从柴草缝隙中供气 21

第三节柴灶（炉）省柴的要求 21

六、灰渣带走的热量 21

一、柴草充分地燃烧 21

第一节改建省柴灶前的准备工作 23

二、问 23

三、检查 23

四、测试 23

第二节省柴灶参数的选择 23

一、灶体与炉高的确定 23

第五章省柴灶的设计与施工 23

一、观察 23

图2-5-1灶体高度示意图 24

二、烟囱 24

图2-5-2烟囱所处的位置 25

图2-5-3 烟囱帽 25

图2-5-5风箱灶的风筒 26

图2-5-4进风道 26

三、进风道 26

图2-5-6风箱灶灶具 27

五、灶膛 27

四、灶篦 27

图2-5-7灶篦的安装 28

图2-5-8灶篦安装角度 28

图2-5-9蜡烛火焰示意图 28

图2-5-10 长方形燃烧室示意图 29

图2-5-11 临时燃烧室示意图 29

图2-5-12锅底形拦火圈 29

图2-5-13拦火圈与锅壁间隙示意图 30

图2-5-14马蹄形拦火圈 30

图2-5-15明回烟道 31

图2-5-16双眼出烟口 31

图2-5-17暗烟道 32

六、柴灶的保温措施 33

七、余热利用 33

图2-5-18二次进风 33

图2-5-20子母炉 34

八、炊具改革 34

图2-5-19盘管小箱余热利用装置 34

图2-5-21 旧铁锅 35

图2-5-22带鳍片铁锅 35

图2-5-23成型灶示意图 35

第三节试烧 36

图2-5-24 成型灶具 36

九、成型灶 36

表2-5-1火焰颜色与温度对照表 37

第四节柴灶常见的故障 37

一、灶门倒烟 37

二、烟囱抽力不足 37

三、偏锅开 37

二、日常管理与维修 38

四、烧水不容易开锅 38

旧的风俗习惯 38

一、做好思想工作，改变过去 38

第五节如何使用省柴灶 38

第六章炕连灶 40

第一节炕的分类及结构 40

一、炕的分类 40

图2-6-1一面炕 40

图2-6-2对面炕 41

图2-6-3三面炕 41

图2-6-4烧焖灶的炕 41

图2-6-5架空式火炕 41

第七篇 小型水力发电站 42

第一章概述 42

二、炕的结构 42

图2-6-6炕的结构示意图 42

图2-6-7旧炕示意图 43

第二节 旧炕灶的弊病 43

第三节炕传热原理浅述 44

图2-6-8分烟示意图 44

图2-6-9横洞炕 45

一、横洞炕 45

第四节炕洞结构形式 45

二、竖洞炕 46

图2-6-12花洞炕 46

三、花洞炕 46

图2-6-11咸兴竖洞炕示意图 46

图2-6-10竖洞炕 46

图2-6-13带火墙的花洞炕 47

四、回龙炕 47

图2-6-14回龙炕 47

第五节炕设计的技术经济要求 48

一、炕洞地面的处理 48

二、炕洞 48

三、炕墙 48

第六节炕的结构设计 48

图2-6-15炕墙密封示意图 49

图2-6-16带火墙的炕的示意图 49

四、炕面 49

七、烟囱 50

图2-6-17坑檐拌泥示意图 50

五、进烟口和排烟口 50

六、灶 50

图2-6-18烟囱位置示意图 51

第七节炕连灶常见的故障及其排除方法 51

一、“争嘴” 51

图2-6-20烟囱及引柴活门 52

二、燎烟 52

图2-6-19灶出烟口示意图 52

三、“截火” 52

五、倒烟 53

四、“犯风” 53

六、“打呛” 54

第一节蓬溪省柴灶 55

第七章灶炕实例 55

第二节组装式双连省柴灶 56

一、性能特点 56

图2-7-1蓬溪省柴灶 56

二、结构说明 57

三、热性能测试结果 57

第三节浑江新灶 57

一、性能特点 57

二、结构说明 57

表4-3-7南方灌木炭林类型 1 58

图2-7-2组装式双连省柴灶 59

图2-7-3浑江新炕——熏肥炕 60

二、“均耗量”法 61

第八章灶炕热性能的测试 61

一、“三个十”法 61

第一节灶的热性能测试 61

三、民用柴灶（炉）的热性能测试方法 62

表2-8-2水的汽化潜热 63

表2-8-1常用材料比热 63

表2-8-3测试记录表 65

表2-8-4综合记录表 66

图2-8-1灶（炉）热性能曲线 66

表2-8-5测试报告 67

图2-8-2灶热性能曲线 68

第二节炕连灶的测试方法 68

一、前言 68

二、编制测试方法的说明 68

三、测试要求及热性能参数 68

四、测试项目、测试设备及安装要求 70

图2-8-3取样管尺寸 70

图2-8-4炕面测温点的布置 70

图4-5-4棋盘式分样法 1 71

七、测试数据处理 71

六、测试方法 71

五、测试时间 71

表2-8-6炕灶结构数据综合记录表 72

四、种子调拨原则 1 72

八、测试报告 72

九、后记 73

数据综合记录表 73

表2-8-7灶的热性能测试 73

合记录表（Ⅰ） 74

表2-8-8炕的测试数据综 74

合记录表（Ⅱ） 75

表2-8-9炕的测试数据综 75

记录表 76

表2-8-10炕的热性能数据综合 76

表2-8-11测试报告 78

表2-8-12炕连灶热性能数据汇总表 79

参考文献 80

第三篇 沼气 80

第一章农村办沼气的好处 80

第一节农村办沼气，节约常规能源 80

一、沼气做燃料用 80

二、以沼气做动力 80

一、增加肥料，提高肥效 81

第二节农村办沼气，促进畜牧业的发展 81

二、增加饲料，促进畜牧业的发展 81

境卫生 81

第三节农村办沼气，改善农村环 81

三、节省劳动和运输资金 81

二、完全的农业循环 82

图3-1-1不完全农业循环示意图 82

一、不完全的农业循环 82

第四节 农村办沼气，有利于保持生态平衡 82

表3-1-1 虫卵和病菌在沼气池内死亡时间 82

第五节节约矿物燃料，改变农村 83

能源结构 83

表3-1-2农村民用燃料结构 83

图3-1-2完全的农业循环示意图 83

二、沼气的性质 85

第二章沼气的性质及其产生原理 85

第一节沼气及其性质 85

一、什么是沼气 85

表3-2-1 几种燃料的燃烧热值 86

一、沼气发酵是一个复杂的生物 87

第二节沼气和沼气肥的用途 87

第三节产生沼气的基本原理 87

图3-2-1 1m3沼气的用途 87

化学过程 87

图3-2-2厌氧发酵原理图解 89

解代谢过程 89

图4-6-10河边造林图式 1 89

二、沼气发酵是复杂的有机物分 89

一、严格的厌氧环境——建造密 90

二、充足和适宜的发酵原料 90

闭的沼气发酵池 90

第四节人工制取沼气的条件 90

的碳氮比 90

表3-2-2常用沼气发酵原料 90

三、合适的发酵原料浓度 91

表2-3-5几种有机物质的产气速度 91

表2-2-4 人畜禽粪便的沼气产量 91

表3-2-3常用发酵原料的产气量 91

四、适宜的发酵温度 92

图3-2-3配制发酵原料的比例 92

表2-3-6常用发酵原料的含水量 92

表2-3-7发酵原料、温度与产气率 93

五、适宜的酸碱度 93

六、接种物 94

表3-2-8接种量与发酵产气 94

量关系 94

一、沼气池种类 95

第三章沼气池的种类及建造方法 95

第一节沼气池种类、构造及工作原理 95

图3-3-1水压式沼气池 95

图3-3-2分离浮罩式沼气池 95

二、气池的构造 96

图3-3-3红泥塑料沼气池 96

第二节沼气池的建造方法 97

二、林地土壤管理及林农、林草间作 1 97

三、沼气池的工作原理 97

图3-3-4沼气池的工作原理示意图 97

第一节能源林的作业法 1 98

一、水压式沼气池的建造方法 98

图4-7-1短轮伐期杨树能源矮林 1 99

表3-3-1常用设计沼气池几何尺寸 99

及应用范围 103

表3-3-4常用抹面砂浆配合比 103

表3-3-3 混合砂浆配合用量比 103

表3-3-2混凝土配料比 103

图3-3-5中心桩示意图 104

表3-3-5普通粘土砖的标号 104

图3-3-7 立标杆 105

图3-3-6 沼气池平面图 105

图3-3-8 活动轮杆工作示意图 105

图 106

图3-3-10 8m3沼气池出料口剖面 106

图3-3-9 8m5沼气池进料口剖面图 106

图3-3-12无模漂砖砌筑法 107

图3-3-11 圈梁与池盖、池墙连接法 107

口剖面图 108

图3-3-13 8m3沼气池活动盖 108

图 108

图3-3-14 8m3沼气池蓄水圈平面 108

图3-3-15 8m3圆筒形水压 109

式沼气池剖面图 109

图3-3-16水封槽示意图 110

二、红泥塑料沼气池的建造方法 110

第四节建造沼气池的注意事项 111

二、试压检查法 111

一、直接检查法 111

第三节沼气池的质量检查 111

安装后的外形图 111

图3-3-17红泥塑料沼气池 111

一、防止塌方 111

五、及时加盖 112

四、严格检查 112

三、用电灯在沼气池内施工 112

二、防业砸坏和摔伤人 112

第二节沼气池的科学管理 113

二、发酵原料的预处理 113

一、发酵原料的来源 113

第一节沼气发酵原料的来源和预处理 113

第四章沼气池的科学管理 113

一、要做到合理配料，综合进料 114

二、装料和沼气发酵的起动 114

表3-4-1混合原料配比表（近似值） 115

三、一年做到大换料一、两次 116

四、沼气池的日常管理 116

五、对沼气池要采取保温措施 118

表3-4-2 1m3容积沼气池的原料配方 118

一、沼气池的保养 119

第三节沼气池的保养与维修 119

障及处理方法 119

表3-4-3发酵原料发生故 119

六、发酵原料发生故障及处理方法 119

表3-4-4常见沼气池发生 120

第四节病态池的检查与维修 120

的故障及处理方法 120

二、常见沼气池发生故障及处理方法 120

二、池体内部检查 120

一、管道与池体外部的检查 120

四、沼气池的维修和病态池的修补方法 121

三、造成病态池的原因 121

三、注意防寒保温 122

二、发酵原料的浓度高 122

一、一次性进、出料 122

第六节红泥塑料沼气池的管理特点 122

二、维修沼气池时应注意的事项 122

一、沼气池运行时应注意的事项 122

第五节管理沼气池的注意事项 122

五、漂料的防止与处理 123

六、红泥塑料膜的修补方法 123

四、检查方法 123

第一节沼气燃烧原理 124

第五章沼气用具 124

第二节沼气燃烧的特点 124

图3-5-2各种管件的外形图 125

第三节水压式沼气池沼气用具的合 125

理配套与调整 125

一、沼气用具的配套 125

图3-5-1使用沼气的配套设备 125

图3-5-3沼气压力表 126

图3-5-4沼气炉具的结构示意图 127

图3-5-5沼气灶结构示意图 128

图3-5-6沼气灯结构示意图 129

二、沼气用具的调节和使用 129

气炉外形图 130

图3-5-7北京三型民用沼 130

几种沼气炉 130

二、目前国内普遍推广使用的 130

一、沼气炉具的定型标准 130

第四节介绍几种使用效果好的沼气炉 130

图3-5-8北京四型民用沼气炉外形图 131

一、低压管道和管件 132

第五节 红泥塑料沼气池所需用具特点 132

二、低压沼气炉 132

第六节 沼气用具的故障及其排除方法 132

第七节 使用沼气（用具）时的注意事项 132

表3-5-2沼气用具常发生的 133

故障及其排除方法 133

良土壤的作用 134

第六章沼气肥的利用 134

第一节沼气肥的概念 134

第二节沼气肥的特性 134

3-6-1沼气肥的主要养分含量 134

一、农村办沼气可以扩大有机肥源 134

第三节沼气肥的增产效果及改 134

三、沼气肥对改良土壤的作用和效果 135

作物增产效果 135

表3-6-3沼气渣肥对当季 135

表3-6-2沼气水肥与敞口厕所粪水（对照池）肥料比较 135

二、沼气肥的增产效果 135

效果 136

表3-6-5施用沼腐磷肥的增产 136

表3-6-4沼气水肥与碳酸氢铵配合施用增产效果 136

表3-6-6施用沼气渣肥对土壤主要理化性状影响 136

情况 137

表3-6-7沼气发酵的氮素变化 137

第四节农田施用沼气肥增产原因 137

第五节沼气肥的出肥方式和利用技术 138

表3-6-3沼气肥与农家有机肥 138

（堆肥）处理前后氮素含量比较 138

表3-6-9沼气肥和其它有机肥料含有机质及各种养分数量比较表 138

一、沼气渣肥和水肥混合出料 138

四、用沼气渣肥制成其它肥料 139

三、沼气渣肥单独出料 139

二、沼气水肥单独出料 139

第六节施用沼气肥应注意的事项 140

第二节发生沼气窒息性中毒的原因 141

三、重型 141

二、中型 141

第一节沼气窒息性中毒表现 141

第七章预防沼气窒息性中毒 141

一、轻型 141

急救措施 142

第三节沼气窒息性中毒的预防和 142

第四篇森林能源 144

第一章绪论 144

第一节什么是森林能源 144

第二节森林能源的地位 144

第二章森林能源的潜力与优点 146

第二节提高光合效率的措施 146

一、适地适树的原则 146

第一节光合作用的潜力 146

二、集约栽培技术 147

图4-2-1树木冠型与光能 147

三、混交与间作 147

四、适当密植与短期轮伐 147

利用的关系 147

林经营效果 148

表4-2-1一些国家的能源 148

二、各国的潜力 148

一、现有森林的含能量 148

国的潜力 148

第三节现有森林的含能量及各 148

五、增施二氧化碳提高光合效率 148

三、剩余物资源的潜力 149

一、兼有多种经济效益 149

第四节森林能源的优点 149

三、热值高 150

二、兼有生态效益 150

十、增加就业机会 151

六、周期短，见效快 151

五、无污染 151

四、可再生 151

九、普及、方便、广适、实用 151

八、分散、灵活、公平、独立 151

七、投入少，产出多 151

十一、节省好材 152

十四、森林能源也是现代化能源 152

十三、具有国防意义 152

低森工生产成本 152

十二、加强企业能源自给，降 152

二、能源林的类型 153

第一节能源林 153

第三章森林能源的资源种类 153

表4-3-1能源林类型表 153

一、什么是能源林 153

第二节 我国传统薪炭林主要类型 154

表4-3-2 栎类薪炭林类型 154

一、栎类薪炭林 154

表4-3-3松类薪炭林类型 155

二、松类薪炭林 155

表4-3-5 豆科乔木薪炭林类型 156

四、豆科乔木薪炭林 156

表4-3-4杨、柳类薪炭林类型 156

三、杨、柳类薪炭林 156

表4-3-6北方灌木薪炭林类型 157

五、灌木薪炭林 157

第三节一般森林资源 159

生产途径 159

表4-3-9不同地区不同林 159

种薪炭材产量估计 159

表4-3-8一般森林资源能源 159

表4-3-10木材加工剩余 160

第四节木材采伐及加工剩余物资源 160

一、伐区剩余物资源及其收集方法 160

二、木材加工剩余物资源及收集方法 160

物资源种类 160

表4-3-11木材加工剩余 161

物的产生比例 161

第二节能源林的经营原则和方针 162

第四章能源林的特点 162

表4-4-1能源林与其他林种的区 162

别 162

第一节能源林与其它林种的区别 162

一、经营原则 162

三、制定能源林发展规划的依据 163

二、能源林发展规划的内容 163

一、制定能源林发展规划的目的 163

第三节能源林发展规划 163

二、经营方针 163

第五节各地营造能源林树种选择参考 164

二、选择标准 164

一、选择原则 164

第四节 能源林的树种选择原则和标准 164

树种选择参考 165

表4-4-2各地营造能源林 165

第一节种实成熟及采种技术 167

一、什么是种实成熟及种实成 167

第五章能源林的种子及苗木 167

表4-5-1林木种实形态成熟标志 167

二、采什么树上的种实 167

三、采种方法 167

熟的标志 167

表4-5-3各类种实的处理方法 168

二、净种 168

表4-5-2采种方法 168

一、种实处理 168

第二节 种实处理及贮藏 168

三、种子贮藏 169

表4-5-4种子的各种贮藏方法 169

表4-5-5部分树种采种技术简表 169

第三节种子品质检验和调拨 169

一、什么是种子品质检验 169

二、取样方法 170

表4-5-6送检样品重量参考表 170

图4-5-2十字对角线法 171

图4-5-3钟鼎式分样器 171

针（取样器） 171

三、种子品质检验项目及检验方法 171

图4-5-1 取试料用的探 171

表4-5-7送检申请表 171

表4-5-8种子品质检验 172

项目及方法简介 172

四、种子播前处理 173

第四节实生苗育苗 173

一、苗圃面积的确定 173

二、播种期 173

表4-5-9播种期及适应的树种 173

三、播种量的确定 173

表4-5-11 几种化学除草 174

表4-5-10种子播前处理措施简表 174

五、播种技术要点 174

剂及其应用方法 174

六、苗期抚育管理 174

八、假植及包装 175

七、苗木出圃及壮苗标准 175

表4-5-12几种常用苗圃追肥方法 175

表4-5-13各种肥料混合使用表 176

表4-5-14部分树种育苗技术简表 177

九、部分树种育苗技术简表 177

图4-5-6假植示意图 177

第五节无性繁殖育苗 178

一、什么是无性繁殖 178

十、容器育苗 178

二、硬枝扦插法 179

的十大因子 179

表4-5-16影响插穗成活 179

表4-5-15插？？根部位的试验 179

表4-5-18各种无性繁殖方法 181

三、其它无性繁殖方法 181

表4-5-17常用催根药及使用方法 181

图4-5-9堆土压条 182

图4-5-8埋条育苗 182

表4-6-1树种的生物学特性划分 183

三、适地适树的依据 183

二、适地适树的途径 183

一、适地适树的意义 183

第一节适地适树的原则 183

第六章能源林造林技术 183

一、概念 184

第二节能源林的组成 184

三、混交能源林的意义及混交技术 184

表4-6-2可供选择的能 184

源林混交类型 184

二、能源林纯林的意义 184

图4-6-1行内隔株混交 185

图4-6-2行状混交 185

源林混交方法 185

表4-6-3可供选择的能 185

图4-6-5短序松江柳造林 186

密度与条材产量的关系 186

一、造林密度的意义 186

第三节能源林的造林密度及配置 186

图4-6-4块状混交 186

图4-6-3带状混交 186

图4-6-6行状配置的三种情况 187

则 187

株数的计算 187

表4-6-5常用树种传统 187

三、常用树种的造林密度 187

表4-6-4确定造林密度的一些原 187

二、确定造林密度的原则 187

四、种植点的配置及单位面积 187

薪炭林造林密度参考 187

炭林造林图式 188

图4-6-9路旁多用途薪 188

表4-6-6行状配置单位面 188

积种植点数计算公式 188

图4-6-7群状配置的三种情况 188

途薪炭林造林图式 188

图4-6-8普通农村村用 188

图4-6-11 盐碱地渠边造林图式 189

图4-6-12铁路旁造林图式 190

图4-6-13松荷混交造林图式 190

第四节整地方法 190

一、全面整地 190

五、造林图式 190

图4-6-15犁沟整地 191

图4-6-16 高垄整地 191

图4-6-14带状整地 191

表4-6-7平地的局部整地方法 191

二、局部整地 191

图4-6-18坑状（凹穴状）整地 192

高台、高床）整地 192

表4-6-8 山地的局部整地方法 192

图4-6-20水平带状（环山 192

水平带）整地 192

图4-6-17块状或穴状整地 192

图4-6-19丘状（扣草皮子、 192

图4-6-21 水平阶整地（水平条、窄条梯田、反坡梯田等） 193

图4-6-22水平沟整地（水平线） 193

图4-6-23斜块（穴）状整地（顺坡块状） 193

图4-6-24块状整地 193

表4-6-9直播造林的各种方法 194

一、播种造林 194

二、植苗造林 194

图4-6-25鱼鳞坑整地 194

第五节 造林方法和造林季节 194

三、分殖造林 195

缝植不当，形成空洞 195

图4-6-26明穴栽植法 195

图4-6-27缝植（一步锄 195

表4-6-10植苗造林的各种方法 195

图4-6-28 用锹（踩子） 195

法）操作步骤 195

表4-6-11 分殖造林的各种方法 196

图4-6-29 沙棘插条造林示意图 196

图4-6-30沙棘埋根造林示意图 196

四、造林季节 196

一、什么是幼林抚育管理 197

三、幼树平茬 197

四、幼林补植 197

第六节幼林抚育管理 197

第七章能源林的经营利用 198

一、矮林作业 198

二、乔林作业 199

图4-7-2中林林相示意图 200

四、头木作业 200

三、中林作业 200

图4-7-3铁刀木头木作业林 201

五、鹿角桩作业 201

图4-7-4马尾松鹿角桩树型图 201

图4-7-5朱缨花灌木能源林 201

二、各类型低产林的改造 202

一、低产林的特点和改造方法 202

图4-7-6带状平茬的沙 202

棘灌木薪炭林 202

七、灌木林作业 202

六、丛植作业 202

第二节低产林改造 202

图4-7-7修枝过度的马尾松林 203

图4-7-8法国的低产矮 204

林改造方法 204

图4-7-9法国的低质中 205

林改造方法 205

第三节常用树种的病虫害防治 206

表4-7-1常用阔叶树种 206

的病虫害防治 206

表4-7-2常用针叶树种 210

的病虫害防治 210

图5-1-1 （a）、（b）、（c）流体绕过不同形状障碍物的流线，（d）流体在具有不同横截面积的流道中流动 212

一、流线与流线型 212

第一节空气动力学基本概念 212

第一章基本概念 212

第五篇风能 212

图5-1-2流体流经截面相同 213

的两个不同物体的情形 213

二、阻力、升力 213

表5-1-1各种形状物体的阻力系 213

数 213

三、机翼和翼型：几何特性和气动特性 213

图5-1-3翼型的几何特性 214

图5-1-4机翼的空气动力 215

图5-1-5 CL和Cd与攻角的关系 215

二、贝兹理论 216

一、几何定义 216

图5-1-7弦向和垂直于 216

力系数的关系 216

第二节风轮空气动力学 216

图5-1-6升力系数与阻 216

弦向的气动分力 216

图5-1-8风轮的桨叶 217

前后的情况 217

图5-1-9气流流经风轮 217

三、叶素理论 218

图5-1-10当桨叶旋转时，气流对 218

桨叶的相对速度及桨叶微段 218

上的受力 218

四、几何相似的风力机的性能 219

第一节水平轴风力机的种类和性能 223

一、低速风力机 223

图5-2-1多叶片低速风力机 223

第二章水平轴风力机 223

图5-2-2随叶尖速比λ？而变化的低速风力机的扭矩和功率系数 224

二、高速风力机 224

图5-2-3带尾翼的三叶风力机和自动对风的二叶风力机 224

图5-2-5弧型翼型的低速风轮 225

一、叶片 225

第二节水平轴风力机主要结构 225

矩和功率系数 225

图5-2-4高速风轮的扭 225

表5-2-1各种翼型的位 226

置和纵座标（％） 226

图5-2-6各种翼型的升 227

力系数和攻角的关系 227

图5-2-7风力机叶片重心测定方 227

法 227

图5-2-8叶尖速比和实度关系 229

表5-2-2叶片主要结构材料特性 229

图5-2-9叶片的基本结构 230

二、风轮的迎风装置 230

图5-2-10风力机的迎风装置 231

图5-2-11尾翼迎风机构 231

三、调节装置 232

式风力机 232

图5-2-12风翼的安装位置 232

图5-2-13有辅助方向舵的下风 232

图5-2-14风轮偏侧式自动调整 233

示意图 233

图5-2-15风轮绕水平轴偏风装置 233

图5-2-16阻力翼调节系统 234

冲角α时升力系数CL和阻力系 234

数CD 234

图5-2-17丹麦式调节机构 234

表5-2-3 因变桨距而形成不同 234

图5-2-18桨叶变距时CL和CD的变 235

化 235

图5-2-19利用风压变化来变距 235

图5-2-20利用惯性力使桨叶偏转 236

的调整机构 236

图5-2-21苏联式调节机构 236

图5-2-22 Aerowatt调节装置 237

（失速调节） 237

图5-2-23Elektro公司调节装置 237

四、塔架 237

图5-2-24电子调节系统 238

图5-2-25塔架高度的决定图 239

图5-2-26独立塔架示意图 239

图5-2-28在风洞试验的各类型 240

塔架模型 240

表5-2-4各种塔架模型压力系数 240

图5-2-27拉索塔架示意图 240

图5-2-29圆柱形塔架的系数β 241

对应于H/D的曲线 241

表5-2-5基础土壤的允许压力 241

图5-2-30塔架支柱基础示意图 242

第三章垂直轴风力机 244

第一节垂直轴风力机的种类和性能 244

图5-3-1走马灯式风车 244

一、Savonius风力机 244

图5-3-2 Savenius风轮 245

图5-3-3 空气动力力矩的影响 245

图5-3-4在极座标上对转子Ⅰ、 245

Ⅱ、Ⅳ的起动扭矩系数 245

图5-3-5起动扭矩系数和功率 246

系数随叶尖速比λo的变化 246

二、Darrieus风力机 246

图5-3-6垂直轴风力机的工作原 247

理 247

图5-3-7各种实度的气动特性 247

表5-3-1 不同高径比时输出功 248

率的比较 248

图5-3-8 Darrieus风轮的气动特 248

性 248

图5-3-10可变几何形风力机 249

图5-3-9混合转子 249

三、可变几何形状的Darrieus风轮 249

一、独立供电系统 250

第四章风能利用装置 250

第一节我国风能利用概况 250

第二节风力发电装置 250

表5-4-1我国各种风力发电机 251

和风力提水机性能参数 251

图5-4-1 发电机的输出特性 254

图5-4-2发电机输出功率随 254

转速的变化曲线 254

图5-4-3风力机的输出特性 254

图5-4-4风力发电机的输出功 254

率曲线 254

图5-4-5供电网路 254

图5-4-6网路的特性 255

二、并网系统 255

图5-4-7风力机的输出特性 255

第三节风力提水 255

一、提水负荷的确定 255

槽 256

图5-4-8风力提水的水泵和贮水 256

图5-4-10低速风轮驱动的活塞泵 257

三、运行情况的确定 257

图5-4-9水头损失系数 257

二、风力提水装置 257

图5-4-11 风力机的扭矩-转速图 258

图5-4-12风力机的功率－转速图 258

第四节风力致热 259

图5-4-1 3 水力制动式热转换装置 259

图5-4-1 4水力制动式热转换装 259

置的能量吸收特性 259

第五章风力发电系统的主要组 261

成部分 261

第一节发电机 261

图5-5-1 硅整流发电机的内部电路 261

图5-5-2晶体管电压调节器 261

理线路图 262

图5-5-3 无刷硅整流发电机原 262

图5-5-4 调节器原理图 262

一、蓄电池及其种类 263

二、蓄电池的工作原理 263

第二节蓄电池 263

（单片电池） 264

三、蓄电池的性质 264

图5-5-5铅蓄电池的结构 264

（等电流充电） 265

图5-5-7铅蓄电池在等电流充 265

电时充电效率的变化 265

五、蓄电池容量的选择 265

图5-5-6铅蓄电池充电特性 265

四、充电的知识 265

表5-5-1 汽车用铅蓄电池规格 266

及电气性能 266

图5-5-8蓄电池电液浓度测定 267

表5-5-2蓄电池不同贮（充）放电程度与电液比重、负荷放电叉电压关系 267

六、蓄电池的检查与保养 267

表5-5-3蓄电池在不同气候条 268

件下所需电液比重 268

表5-5-4电液配制时相对密度与硫酸和蒸馏水的比例（15℃时） 268

图5-5-9负荷放电叉 268

图5-6-1阵风和平均风速 270

二、风速 270

一、风的形成 270

第六章风 270

第一节风的特性 270

四、风速随高度的变化 271

表5-6-1蒲福风级表 271

三、风速的周期性变化 271

变化曲线 271

图5-6-3江淮吕泗地区风速日 271

图5-6-2月平均风速的年变化 271

表5-6-2不同地面粗糙度下n 272

值和Zo值 272

五、风向的变化 272

图5-6-4风玫瑰图 272

一、风的观测 272

第二节 风的观测和有关风参数的性质 272

图5-6-5 电接风向风速计 273

二、风速持续曲线 273

图5-6-6四个站的风速持续曲线 273

三、风速频率曲线 274

图5-6-7浙江省嵊泗县风频曲线 274

四、有效风能密度 274

五、风速的统计模型 274

表5-6-3根据σ/Vm查K表 275

第三节 中国风资源概况 276

表5-6-4根据K查Γ(1+1/k) 276

表 276

图5-6-8中国有效风能密度 277

图5-6-9 中国全年3～20m/s风 277

速小时数 277

第一节风况资料的收集与订正 278

一、必须掌握该地的风能资源及风况的主要内容 278

二、风资料的订正 278

第七章风力机场址选择 278

第二节风力机的选址技术条件 279

一、风能资源丰富 279

二、较稳定的盛行风向 279

三、风速的年、月、日变化要小，连续无有效风速时数小 279

四、扰流要小 279

五、自然灾害小 279

一、地面粗糙度 280

图5-7-1在平坦地形上设置风车 280

第三节 平坦地形的风力机选址 280

图5-7-2建筑物周围的气流 281

图5-7-3由建筑物产生的湍流 281

二、平坦地形的障碍物 281

图5-7-4由防风林带产生的湍流 282

第四节复杂地形的风力机选址 282

一、隆升地形 282

表5-7-1几种山脊坡度对选址 282

的影响 282

二、低凹地形 282

二、太阳辐射能的光谱特性 284

一、太阳 284

第六篇 太阳能 284

第一章太阳能的基础知识 284

第一节太阳和太阳能 284

图6-1-2表示太阳张角的日地关 285

系 285

图6-1-1太阳辐射光谱特性 285

三、太阳常数 285

表6-1-1 不同光区的太阳辐射 285

能量数值 285

第二节地球和太阳之间的运行规律 286

一、天球和天球坐标 286

图6-1-3天球和天球坐标系 286

四、太阳张角 286

表6-1-2太阳赤纬角 287

太阳的运行轨迹 287

图6-1-4 中纬度地区，一年内 287

二、太阳视位置的确定 287

图6-1-5 日出、日没相对位置示意图 288

图6-1-6求日出和日没时间的线 289

三、太阳时和时差修正 289

图6-1-7一年中的时差修正曲线 289

图 289

四、太阳角的图示计算法 290

图6-1-8太阳角计算圆盘Ⅰ、Ⅱ 290

示意图 290

图6-1-9太阳角计算盘使用示例 292

第三节地球表面上的太阳辐射能 292

一、影响地球表面上太阳辐射能量的诸因素 292

二、大气质量 293

图6-1-10表示大气质量的示意图 293

三、大气透明度 293

四、太阳直射、散射和总辐射 294

图6-1-11太阳辐射的物理图象 294

明度的月平均值P1（％） 294

表6-1-3我国不同地区大气透 294

表6-1-4不同地面和水面的反 295

射系数PR 295

五、倾斜面上的太阳辐射能 295

图6-1-12地平面和倾斜面之间 295

的各种角度关系 295

第四节太阳辐射的测量 296

一、太阳辐射测量的内容和仪器 296

二、测量方法和基本工作原理 296

图6-1-14黑白型总辐射表 297

图6-1-13直接辐射表 297

三、通用太阳辐射测量仪器简介 297

表6-1-5我国常用的直接辐射 298

表和总辐射表的技术数据 298

第五节太阳能利用简史 298

图6-1-15全黑型总辐射表 298

第二章 太阳辐射的基本聚光、 300

集热原理 300

第一节太阳辐射的聚光原理 300

一、几何光学的基础知识 300

图6-2-1光的反射 300

一、集热原理 301

图6-2-3理想曲线的成像原理 301

第二节 太阳能的集热原理 301

图6-2-2光的折射 301

二、成像原理 301

第三节传热基础知识 302

一、热传导 302

二、高温高效集热技术 302

图6-2-4平板壁的导热 303

图6-2-5多层平壁的导热及其 303

相应的热网 303

图6-2-6复合平板的导热及其 303

相应的热网 303

图6-2-7圆柱壁的导热 304

图6-2-8多层圆柱壁的导热 304

二、对流传热 304

表6-2-1 平均对流传热系数？c 305

的大致数值 305

对流传热系数 306

表6-2-2完全发展的管内层流 306

表6-2-3管内湍流对流传热系 307

数经验计算公式 307

三、辐射传热 307

图6-2-9投射到物体上的辐射能 308

的分配 308

结构示意图 309

第三章太阳能集热器 309

图6-3-1 典型平板集热器原则 309

一、平板集热器的结构特点和工作原理 309

第一节平板集热器 309

二、平板集热器的性能计算 310

衡图式 310

图6-3-2平板集热器的能量平 310

图6-3-3典型管板结构肋片效率 312

图6-3-4不同设计的肋片效率 312

表6-3-1不同平板集热器的B、 313

D典型值 313

表6-3-2我国生产的平板集热 313

器的B、D参考值 313

三、结构设计和材料选择 313

图6-3-5集热板－盖板之间空气夹层厚度对集热器效率ηc的影响 314

的优缺点 315

表6-3-3不同集热板流道形状 315

结构示意图 315

图6-3-6不同集热板流道形状 315

第二节 平板集热器的性能测试 316

一、测试方法 316

二、测试回路 317

图6-3-7两种平板集热器性能 317

测试回路 317

四、铝翼式平板集热器 318

三、扁管式平板集热器 318

二、瓦楞式平板集热器 318

集热板厚度和最佳直管间距 318

第三节 几种常用的平板集热器简介 318

构示意图 318

一、直管式平板集热器 318

表6-3-4直管式平板集热器的 318

图6-3-8直管式平板集热器结 318

五、真空玻璃管式集热器 319

图6-3-9瓦楞式平板集热器结 319

构示意图 319

图6-3-10 扁管式平板集热器结 319

构示意图 319

表6-3-5几种常用平板集热器的性能汇总表 320

图6-3-11真空玻璃管式集热器结构示意图 320

器焦斑可能达到的最高温度T？？？的关系 321

二、聚光系统的分类 321

图6-3-12几何聚光比C？和聚光 321

三、聚光器的聚光比 321

一、聚光集热器的构成及其工作原理 321

第四节聚光集热器 321

图6-3-13各种聚光方式图例 322

四、各种聚光方式图例 322

第四章太阳能材料 323

第一节透射材料 323

一、机械性能 323

二、光学性能 323

平板玻璃的光学特性 324

表6-4-2国内各厂生产的部分 324

表6-4-1 集热器盖板材料的热 324

和辐射特性 324

以及在不同建筑高度下允许使 325

表6-4-3平板玻璃耐风压强度 325

用的最大面积 325

第二节反射材料 325

表6-4-4各种太阳能反射材料 326

的反射率 326

图6-4-1新蒸镀的铝、银、铜 326

等的薄膜对不同波长的反射率 326

第三节光谱选择性吸收涂层 326

表6-4-5材料的阳光吸收率和 327

红外辐射率 327

二、常用太阳能绝热材料的热性能汇集 329

表6-4-6一些常用绝热和建筑 329

材料的导热系数和密度 329

一、对太阳能绝热材料性能的要求 329

第四节太阳能绝热材料 329

表6-4-7某些金属、非金属的 330

固体、液体和气体的导热系数 330

第五章太阳能热水器 331

第一节太阳能热水器的构成及其工作原理 331

一、闷晒式热水器 331

图6-5-1三种闷晒式热水器的 331

原则结构示意图 331

二、循环式热水器 331

原则系统图 332

一、水箱 332

图6-5-2三种循环式热水器的 332

第二节水箱和水箱配管 332

图6-5-4 1000升循环水箱结构图 333

图6-5-3 500升循环水箱结构图 333

图6-5-5常用补给水箱结构图 334

二、水箱配管 334

图6-5-6水箱配管示意图 334

第三节 热水器的热性能计算 334

一、热水器的热流计算 335

二、年集热量的预测 335

第四节 太阳能热水器系统的设计 335

一、系统方式 335

二、循环阻力计算 335

图6-5-7确定自然循环式热水 336

数？ 336

表6-5-1不同部件的损失系 336

器系统中心距的原理示意图 336

表6-5-2日产热水量1000L至4000L的四种热水器系统的平面布置 337

三、热水器系统的平面布置 338

四、集热器的连接方式 339

图6-5-8强迫循环的不同串并 339

联方式 339

图6-5-10等程式管道系统布置图 340

五、集热器的安装倾角 340

表6-5-3一年中各月份的月平均 340

太阳赤纬 340

六、管道系统 340

图6-5-9平板集热器的安装倾角 340

一、试验回路 341

图6-5-12两种太阳能热水器 341

系统热效率测试回路 341

二、各种参数的测量 341

第五节热水器效率的测试 341

道系统布置图 341

图6-5-11 两种不同的不等程管 341

第六节 闷晒式密封型太阳能热水器 342

一、密封型太阳能热水器的构成 342

二、密封型太阳能热水器的制作 342

三、热水器效率计算 342

图6-5-13多筒太阳能热水器结构 343

第七节 太阳能热水器的安装和使用保养 343

第八节 太阳能热水器系统的故障检修 344

二、太阳灶的分类 345

一、基本情况 345

第一节我国太阳灶发展现状和分类 345

第六章太阳灶 345

第二节抛物面的聚光特性 346

一、抛物线的聚焦特性 346

图6-6-1抛物线的聚焦 346

二、旋转抛物面及其焦斑尺寸 346

图6-6-2 旋转抛物面聚焦示意图 346

三、最大收集角2？r 346

图6-6-3最大收集角的计算图例 346

二、聚光式太阳灶的设计计算 347

第三节 聚光式太阳灶的设计 347

一、聚光式太阳灶的构成 347

表6-6-1 正抛和偏抛太阳灶特 347

点比较 347

具底平面的关系图 348

图6-6-5典型太阳灶截光面轮廓 348

线 348

图6-6-4太阳灶反射光线与炊 348

图6-6-6灶面镜片和锅底之间 349

的几何关系 349

图6-6-7表示选择在不同部位 349

矩形灶面的几何关系 349

三、结构设计 350

示意图 350

图6-6-8炊具支撑架高度计算 350

系数？和抛物面部位的关系 350

表6-6-2矩形灶面的平均采光 350

图6-6-9典型太阳灶总体结构 351

示意图 351

表6-6-3几种太阳灶反光面特 351

性的比较 351

表6-6-4几种太阳灶灶壳特性 351

的比较 351

图6-6-12旋转轴 352

一、薄壳水泥结构灶体的制作 352

第四节聚光式太阳灶的制作 352

图6-6-11抛物线刮板 352

图6-6-10丁字轴架结构示意图 352

与校正方法示意图 353

图6-6-14凸模制作示意图 353

图6-6-13刮板和旋转轴的装配 353

图6-6-15灶壳外形示意图 354

二、薄壳玻璃纤维结构灶体的制作 354

第五节 聚光式太阳灶的热性能测试 355

一、太阳灶热效率的定义 355

二、试验回路 355

图6-6-16太阳灶闷晒热效率试 355

验回路 355

二、箱式太阳灶的制作 356

图6-6-17箱式太阳灶 356

第六节箱式太阳灶 356

图6-6-18箱盖结构示意图 357

三、箱式太阳灶的试用检查 357

第七节国内太阳灶简介 357

第八节太阳灶的使用、保养和维修 357

构示意图 357

图6-7-7塑料薄膜日光温室结 357

表6-6-5国产太阳灶性能参数 358

汇总表 358

二、建设地的选择和布局 359

一、设计程序 359

第二节太阳能温室的设计和建造 359

第七章太阳能温室 359

第一节太阳能温室工程原理 359

图6-7-1典型太阳能温室示意图 359

四、温室荷载 360

三、建筑设计 360

图6-7-2不同用途温室的平面 361

布置图 361

图6-7-3不同玻璃温室各部位 362

的风力系数 362

五、太阳能温室的热平衡计算 362

图6-7-4地面传热热流线及其划 363

分带的传热系数 363

六、结构设计 363

分布示例 364

一、太阳能温室在蔬菜瓜果栽培中的应用 364

第三节太阳能温室的各种应用 364

图6-7-5典型双屋面结构内力 364

结构示意图 365

图6-7-6典型鞍山式日光温室 365

图6-7-8单屋面日光加热温室 366

结构示意图 366

一、箱式太阳灶的基本工作原理 366

三、太阳能温室饲养 367

示意图 367

图6-7-10 连接屋面日光加热温 367

图6-7-9双屋面日光加热温室 367

室结构示意图 367

图6-7-11 太阳能制酱温室结构 367

结构示意图 367

二、太阳能温室制酱 367

一、太阳房的含义和分类 369

二、太阳房的热平衡概念 369

三、不同太阳房的系统和特点 369

第二节被动式自然供暖太阳房 369

第八章太阳房 369

第一节太阳房的基本概念 369

表6-8-1不同太阳房的系统和特 370

点 370

表6-8-2几种典型被动式自然供暖太阳房的供暖方式及其特点 371

系统参考图及其特点 372

表6-8-3各种主动式太阳房热 372

第三节主动式太阳房 372

第四节太阳房的设计与建造 374

一、太阳房的总体设计 374

图6-8-1 主动式太阳房热系统原则系统图 375

表6-8-4热水集热系统和热风 376

集热系统优缺点的比较 376

图6-8-2评价经济指标的概念图 376

二、太阳房热系统的设计与计算 376

表6-8-5 不同厚度隔热墙和不同层数窗户的热损失数据 377

三、太阳房的建筑结构设计 378

表6-8-6太阳房热平衡计算表 379

图6-8-4蓄放热地面结构 380

图6-8-3太阳房外墙结构 380

图6-8-6太阳房的平顶屋顶结构 381

图6-8-5太阳房中通常采用的几种普通地面结构 381

结构 382

图6-8-8典型太阳房集、蓄热墙 382

结构 382

图6-8-7太阳房隔热门窗的原则 382

图6-8-9太阳房集、蓄热墙运行方式示意图 383

第五节农村节能房实例 383

一、建筑设计 383

图6-8-10 北京市大兴县义和庄农村节能房平面建筑结构图 384

图6-8-11 花格槛墙结构示意图 385

第六节太阳房的管理与维修 386

一、被动式太阳房 386

三、热工分析 386

二、平面建筑结构设计 386

二、主动式太阳房 387

第九章太阳光发电 388

第一节太阳电池的种类和基本工作 388

原理 388

一、太阳电池种类及其基本性能 388

表6-9-1 五种主要太阳电池的基本性能参数表 388

二、太阳电池的基本工作原理 388

一、太阳光发电系统的设计 389

示意图 389

第二节太阳光发电系统 389

图6-9-2太阳电池工作原理 389

图6-9-1半导体的能带模型 389

系统图 390

图6-9-3典型太阳光发电 390

二、系统部件的选择 392

表6-9-2典型硅太阳电池方阵 392

工作参数 392

表6-9-3太阳光发电系统中常用四种蓄电池规格 393

第三节太阳光发电应用实例 393

一、气象观测 393

图6-9-4高原气象站太阳电池电源系统框图 393

表6-9-4小型、中型、大型三种太阳能水泵的基本参数 394

统图 394

统图 394

图6-9-6太阳能黑光灯原则系 394

图6-9-5太阳能电围栏原则系 394

二、农、林、牧业 394

三、农户日常生活用电 395

第四节太阳电池电源的使用、保养和维修 395

一、太阳电池方阵 395

二、蓄电池组 395

三、太阳能干燥原理 397

图6-10-1 各种型式太阳能干燥器原则结构示意图 397

一、概述 397

二、太阳能干燥器分类 397

第十章太阳能的其它应用 397

第一节太阳能干燥器 397

四、太阳能干燥器的设计要点 398

五、几种常用农副产品太阳能 398

干燥器 398

图6-10-2温室型太阳能红枣 398

干燥器 398

图6-10-3太阳能木材干燥装置 399

第二节太阳能热气机发电 400

一、基本工作原理 400

图6-10-4热气机循环的四个 400

过程 400

二、自由活塞式热气发电机 400

图6-10-5不同热力循环的效率 401

参考文献 401

图6-10-6 自由活塞式太阳能热气发电机组结构示意图 401

曲线 401

第一节水力发电的基本原理及特点 402

一、基本原理 402

图7-1-1 天然河流的水能示意 402

图 402

二、水电站的特点 403

图7-1-2坝后式水电站透视图 404

第二节我国丰富的水能资源 405

二、可能开发的水能资源量 405

表7-1-1 世界上一些国家可能开发的水能资源量 405

三、我国水能资源分布情况 405

一、水能资源的理论蕴藏量 405

表7-1-2全国水能资源分区、分省统计表 406

四、我国水能资源按水系分布情况 407

表7-1-3我国水能资源按水系 407

分布表 407

表7-1-4我国主要河流径流特 407

征值表 407

第三节我国水力发电站的建设概况 407

表7-1-5 全国已建和在建大型水电站一览表 408

表7-1-6全国小水电资源分布及开发情况一览表 409

第二章小水电站的规划和设计 410

第一节小水电站基本建设程序 410

一、规划 410

二、项目建议书 410

三、设计任务书 410

四、设计 410

第二节勘测 410

一、社会经济情况调查 410

二、地形测量 410

二、装机容量和发电量计算 411

一、规划的基本要求及其主要内容 411

四、地质勘探 411

第三节规划 411

三、水文资料调查 411

三、河流水能蕴藏量的计算 412

图7-2-1 河流水能资源蕴藏图 412

第四节小水电站的类型及其选择 413

一、堤坝式水电站 414

图7-2-2河床式水电站 414

图7-2-3坝后式水电站 415

二、引水式水电站 415

三、混合式水电站 415

四、无调节水电站 415

图7-2-4引水式水电站 416

图7-2-5混合式水电站 417

一、水能计算的目的和任务 418

五、有调节水电站 418

第五节水能计算 418

六、其他形式的水电站 418

二、水能计算需要的基本资料 419

三、水电站的水头计算 419

四、水电站的流量计算 420

图7-2-6日平均流量历时曲线 421

五、水能计算方法 421

表7-2-1无调节水电站E和N计 422

算表 422

六、水电站的保证功率、保证电能和多年平均年发电量 422

一、电力系统 423

第六节水电站与电力系统 423

考表 423

表7-2-2水电站设计保证率参 423

三、电力负荷图 424

图7-2-7 电力系统日负荷图 424

二、电力用户 424

图7-2-8年负荷图 425

四、设计水平年的选择 425

五、用户对电力系统的基本要求 425

六、水电站的装机容量 425

表7-2-3 装机容量设计年利用小时数参考表 426

七、水电站在负荷图中的位置 426

一、计算目的及任务 427

二经济特性和经济指标 427

第七节水电站的动能经济计算 427

表7-2-4水电站综合折旧率定 428

额表 428

表7-2-5水电站建筑物及机电设备折旧定额表 428

第三章水电站的水轮发电机组 430

第一节水轮机的类型 430

一、反击式水轮机 430

图7-3-1反击式水轮机水流方向 431

示意图 431

图7-3-2卧轴混流式水轮机 431

二、冲击式水轮机 431

四、水轮机型号的表示 433

图7-3-3冲击式水轮机 433

三、装置形式 433

表7-3-1水轮机型号对照表 434

表7-3-2转轮新旧型号对照表 434

五、各种水轮机的适用范围 434

表7-3-3水轮机适用范围表 434

第二节水轮机的构造 435

一、反击式水轮机的构造 435

图7-3-4明槽式进水室 438

图7-3-5 封闭式进水室 439

图7-3-7导水机构示意图 440

图7-3-8混流式转轮外形图 440

表7-3-4转桨式水轮机转轮叶片数与水头的关系表 440

图7-3-10直锥形尾水管 441

图7-3-9轴流式水轮机转轮 441

外形图 441

图7-3-11尾水渠尺寸图 442

表7-3-5尾水管标准弯段 442

尺寸表 442

表7-3-6常用尾水管各部尺 442

寸表 442

图7-3-12弯曲尾水管图 443

二、冲击式水轮机的构造 444

图7-3-13斜击式转轮 444

图7-3-14喷嘴及针阀结构图 444

三、水轮机类型的选择 445

二、机组数目的选择 445

第三节机组型式及机组数目的选择 445

图7-3-15折向器工作示意图 445

一、机组选择的内容 445

表7-3-7 中小型轴流式、混流式转轮型参数表 446

表7-3-8小型反击式水轮机适用范围参考表 446

第四节水轮机的气蚀、吸出高度和安装高程的确定 447

一、气蚀 447

二、吸出高度的确定 447

的规定 448

第五节水轮机的调速设备 448

一、调速器的作用 448

图7-3-16水轮机吸出高度 448

三、水轮安装高程的确定 448

二、调速器的类型 449

图7-3-17 ZD760-LM-60型水轮机 449

调速器 449

表7-3-9中、小型自动调速器性能规格表 450

图7-3-18 自动调速器工作原理示意图 451

第六节发电机的型式及其选择 451

一、发电机的型式及特点 451

二、发电机的选择 451

图7-3-19立式机组装置图 453

形尺寸 454

图7-3-20立轴发电机的外 454

参考表 454

表7-3-10立轴发电机外形尺寸 454

第四章水电站专用水工建筑物 455

第一节进水建筑物 455

一、进水建筑物的功用及要求 455

图7-4-1 坝式进水口布置图 455

二、深式进水口的型式及特点 456

三、深式进水口的主要设备 457

图7-4-2隧洞式进水口布置图 457

图7-4-3压力墙式进水口 458

布置图 458

图7-4-4塔式进水口布置图 459

图7-4-5坝式进水口的多边形拦 459

污栅 459

图7-4-6栅片结构图 460

四、开敞式进水口 460

图7-4-7无坝引水式进水口 461

布置图 461

图7-4-8设有冲沙闸的有坝引水枢纽示意图 461

图7-4-9设有沙底孔的有坝引水枢纽示意图 462

图7-4-10设有沉沙池的有坝引水枢纽示意图 462

三、渠道断面型式及构造 463

二、渠道线路的选择 463

四、动力渠道中水流状态 463

一、对动力渠道的设计要求 463

第二节动力渠道 463

图7-4-11渠道断面形式图 464

图7-4-12渠道断面型式及 464

构造 464

五、渠道断面尺寸的确定 465

表7-4-1 渠堤超高和堤顶 465

宽度表 465

表7-4-2渠道断面边坡系数表 465

图7-4-13 自动调节渠道示意图 466

图7-4-14非自动调节渠道 467

示意图 467

图7-4-15 自动调节渠道水深与流量关系图 468

第三节压力前池 468

一、前池的作用 468

二、前池总体布置 469

图7-4-1 6压力前池布置图 469

三、前池水位控制 469

图7-4-17 压力前池的构造及 470

尺寸 470

图7-4-1 8 陡槽式消力池主要尺寸示意图 471

四、压力前池的构造及其主要尺寸 471

表7-4-3陡槽下游消力池尺寸 472

参考表 472

图7-4-19压力墙断面图 472

图7-4-20 压力水管进口尺寸示 473

意图 473

表7-4-4边墙及底板尺寸参考表 473

四、压力水管的水力计算 474

二、压力水管的布置 474

三、压力水管经济直径选择 474

一、压力水管类型 474

第四节压力水管 474

图7-4-21压力水管向机组供水 475

方式 475

第五节调压室 476

图7-4-22调压室的布置图 476

图7-4-23调压室基本型式 476

第五章水电站厂房 478

第一节厂区及厂房的组成和功能 478

图7-5-1厂区枢纽平面布置 478

示意图 478

意图 479

图7-5-2几种常用高压阀门示 479

一、水力系统 479

图7-5-3油、水、气系统示 481

意图 481

三、水流控制系统 482

二、电力系统 482

四、电气及通讯系统 482

五、油、水、气系统 482

六、交通运输系统 482

七、维修及试验设备 482

八、采光、通风、取暖、防潮、生活卫生及保安防火系统 482

图7-5-4农村小水电站厂房布置 483

示意图 483

图7-5-5水电站厂房剖面示意图 483

第二节水电站厂房的主要类型 484

图7-5-6卧轴式机组厂房示意图 485

二、按厂房上部结构特点分类 486

三、按厂房下部结构特点分类 486

四、按水力资源分类 486

第三节厂区枢纽总体布置 486

图7-5-7厂区枢纽布置方案示意 486

图 486

一、按水头形成的特点分类 486

表7-5-1技术供水用水量 487

第四节厂房内有关设备的布置 487

一、布置要求 487

二、厂房结构特点 487

参考表 487

第五节水电站的水、油、气系统 487

一、水电站的供水系统 487

意图 489

图7-5-8立轴式机组厂房布置示 489

图7-5-9压力钢管取水示意图 490

二、水电站的排水系统 490

图7-5-10检修、渗漏排水合一系统示意图 490

三、水电站的油系统 490

一、电气主接线 491

第七节水电站的主要电气设备 491

四、机修设备 491

三、起重设备 491

一、通风系统 491

机修设备 491

第六节水电站的通风、采暖、起重及 491

四、水站电的压缩空气系统 491

二、采暖系统 491

表7-5-2电气主接线图中常用的电气设备图形符号表 492

二、电力变压器 492

图7-5-11发电机—变压器组单元接线图 493

图7-5-12发电机—变压器组扩大单元接线图 493

三、开关设备和熔断器 493

图7-5-13 SFSL-20000/110型电力变压器 494

四、电压互感器和电流互感器 495

图7-5-14 SN4-10G及SN4-20G型断路器 495

五、载流导体和绝缘子 495

六、防雷保护与接地装置 496

图7-5-15 SW4-110型断路器 496

图7-5-16隔离开关 498

图7-5-17熔断器 499

图7-5-18电压互感器 500

图7-5-19电流互感器 501

图7-5-20避雷线防雷保护 502

示意图 502

图7-5-21阀型避雷器示意图 502

表7-6-1 水利水电枢纽工程的分等指标 503

三、水工建筑物特点 503

二、水工建筑物分类 503

一、水利枢纽 503

第一节 水利枢纽及水工建筑物 503

第六章水电站通用水工建筑物 503

图7-6-1 水利枢纽示意图 504

四、水利水电工程分等及水工建筑物分级 505

表7-6-2水工建筑物级别的 505

划分 505

第二节挡水建筑物——坝 505

一、土坝 505

图7-6-2均质土坝示意图 506

图7-6-4塑性斜墙坝断面 507

示意图 507

示意图 507

图7-6-3塑性心墙坝断面 507

表7-6-3均质土坝基本尺寸 508

参考表 508

表7-6-4塑料心墙坝基本尺寸参 508

考表 508

表7-6-5塑性斜墙坝基本尺寸参 508

考表 508

表7-6-6风浪高度表 508

图7-6-5排水设备示意图 509

图7-6-6反滤层示意图 509

图7-6-7浆砌石重力坝非溢流断面 510

示意图 510

二、浆砌石重力坝 510

表7-6-7非溢流坝坝顶最小超高、最小安全加高值表 510

表7-6-8 浆砌石溢流重力坝断面尺寸表（岩