1 绪论 1
1.1 水力发电与水轮机 1
1.2 水轮机的工作参数 2
1.3 水轮机的主要类型及结构 6
1.4 水轮机产品型号 13
1.5 现代水轮机的发展 16
习题与思考题 23
2 反击式水轮机工作原理及特性 24
2.1 水流在转轮中的运动 24
2.2 水轮机基本方程式 29
2.3 水轮机的最优工况与非最优工况 32
2.4 水轮机能量损失与效率 36
习题与思考题 38
3 水轮机的空化和空蚀 39
3.1 水轮机的空化和空蚀 39
3.2 水轮机的空化、空蚀类型及空蚀评定 43
3.3 反击式水轮机的空化系数 50
3.4 水轮机的吸出高度与安装高程 52
3.5 空腔空化对水轮机运行稳定性的影响 56
3.6 水轮机的超空化 58
习题与思考题 60
4 水轮机的相似理论 61
4.1 水轮机的相似条件 61
4.2 水轮机的相似律及单位参数 62
4.3 水轮机比转速 66
4.4 效率换算与单位参数修正 68
4.5 水轮机型谱 70
习题与思考题 73
5 水轮机的模型试验与原型试验 74
5.1 水轮机的模型试验 74
5.2 水轮机模型能量试验 76
5.3 水轮机模型空化试验 84
5.4 高水头水力试验台简介 88
5.5 水轮机的原型试验 89
5.6 水轮机装置过渡过程现场试验 96
习题与思考题 100
6 水轮机蜗壳 101
6.1 蜗壳中的水流运动规律 101
6.2 蜗壳的形式及主要参数的选择 102
6.3 金属蜗壳的水力计算 106
6.4 混凝土蜗壳的水力计算 110
6.5 座环的结构及水力计算 112
习题与思考题 115
7 水轮机导水机构 116
7.1 导水机构的工作原理 116
7.2 径向式导水机构的结构 117
7.3 导水机构的传动系统 118
7.4 导叶装配 119
7.5 径向式导水机构的几何参数 120
7.6 导叶机构中的水力损失 123
7.7 导水机构受力分析和传动计算 125
习题与思考题 128
8 水轮机转轮 129
8.1 反击式水轮机转轮的工作原理 129
8.2 混流式水轮机转轮的水力设计概述 131
8.3 混流式水轮机转轮几何参数 133
8.4 混流式水轮机的轴向力 136
8.5 轴流式水轮机转轮的水力设计概述 138
8.6 轴流式转轮的几何参数 140
8.7 轴流式水轮机的轴向力特性 142
8.8 新型转轮的设计研究 143
习题与思考题 145
9 水轮机尾水管 147
9.1 尾水管的工作原理及作用 147
9.2 尾水管的基本类型 150
9.3 尾水管中的水流运动及水力损失 150
9.4 尾水管的设计 154
9.5 窄高型尾水管设计 159
习题与思考题 162
10 冲击式水轮机 163
10.1 冲击式水轮机概述 163
10.2 切击式水轮机工作原理及参数 171
10.3 切击式水轮机的特性 177
10.4 切击式水轮机的主要参数选择 190
习题与思考题 192
11 贯流式水轮机 193
11.1 贯流式水轮发电机组形式 193
11.2 贯流式水轮发电机组的发展概况 195
11.3 灯泡贯流式机组的工作特性 197
11.4 贯流式水轮机的选型 201
习题与思考题 210
12 水泵水轮机 211
12.1 抽水蓄能电站与水泵水轮机 211
12.2 叶片式水力机械的四象限特性 217
12.3 水泵水轮机的工作原理 223
12.4 水泵水轮机的选型设计 226
12.5 水泵水轮机的运行 231
习题与思考题 235
13 水轮机的特性曲线 236
13.1 水轮机特性曲线的类型 236
13.2 水轮机的线性特性曲线 236
13.3 水轮机的模型综合特性曲线 239
13.4 水轮机模型综合特性曲线的绘制 243
13.5 水轮机运转综合特性曲线及其绘制 246
习题与思考题 251
14 水轮机的选型设计 252
14.1 概述 252
14.2 水轮机选型设计的内容、要求和所需资料 252
14.3 水轮机选型设计的基本方法 254
14.4 水电站和水轮机的特征水头 255
14.5 机组台数的选择 256
14.6 水轮机形式的选择 257
14.7 按比转速选择水轮机 262
14.8 反击式水轮机基本参数的计算 266
14.9 水轮机选型设计算例 270
14.10 反击式水轮机的安装高程 273
14.11 不同选型方案的分析比较 275
14.12 计算机辅助水轮机选型设计 277
习题与思考题 279
15 水轮机运行 280
15.1 提高水轮机运行水平的技术经济意义 280
15.2 水力机组过渡过程 281
15.3 水轮机空蚀 295
15.4 水轮机泥沙磨损 300
15.5 水轮机运行稳定性 303
习题与思考题 310
16 水轮机内部流动的数值模拟 311
16.1 水轮机数值模拟技术的进展 311
16.2 数值模拟的基本过程 314
16.3 水轮机三维定常紊流计算及性能预测 315
16.4 水轮机三维非定常紊流计算及压力脉动预测 322
16.5 总结与展望 327
习题与思考题 327
附录A 反击式水轮机型谱参数表 328
附录B 冲击式水轮机型谱参数表 331
附录C 转轮综合特性曲线 335
附录D 水电机组甩负荷过渡过程数值仿真程序代码 356
参考文献 363