пастей колес турбины Френсиса и пропеллерной определяются из условий наиболее экономичной работы. Исследование экономичности работы приводит к следующим соотношениям: диаметр рабочего колеса D2 = 3 /~q~ = 4, 6 т/ высота направляющего аппарата В = 0, 6 Dj.
(где — входной диаметр, a Л2 — выходной диаметр колеса), и отношение ~ = 0, 50 4—0, 0025ns, при ns200; при ns^. 200 отношение ~ = 1; здесь Q — расход воды в м3/сек., п' — число оборотов в минуту. Коэффициент полезного действия турбин Френсиса и пропеллерной зависит от формы каналов колес, спиральной подводящей камеры и всасывающей трубы; правильность этих форм вырабатывается, главным образом, экспериментальным путем. Кроме того, коэффициент полезного действия зависит от размеров турбины и напора Л; учитывая зависимость гидравлических потерь
Рис. 10. Турбина Френсиса в открытом колодце на вертикальном валу. А — автоматический регулятор, В — регулирующий вал, С — конец вала турбины, на котором укрепляется зубчатое колесо.Значения коэффициента у при Нт = Н и разных D.
D В 7П — п ... .........
п......................
Т).............. ч......................2410
0, 70 0, 75 0. 80 0, 85
0, 74 0, 78 0 825 0, 87
0, 76 0, 80 0. 84 0, 88
0, 77 0, 810 0 85 0, 885
0, 782 0 820 0 855 0, 892
0, 81 0, 84 0, 875 0, 909
При небольших напорах, до 15 м, турбины Френсиса и пропеллерная устанавливаются в открытых камерах (рисунки 10—15) на вертикальном или горизонтальном валу. — При больших напорах, свыше 15 ж, турбины выполняются как спиральные и обычно на горизонтальном валу.
Турбины больших мощностей устраиваются в бетонных спиральных камерах и имеют вертикальное расположение вала, — чтобы устранить возможность затопления генератора электричес — рис. И. Турбина во время кого тока. — Больсборки, шое значение имеет высота положения колеса турбины над нижней водой. При значительных высотах всасывания давление воды в каналах рабочего колеса может понизиться почти до нуля, в результате чего происходит выделение кислородами других газов из воды, разъедающих металлические части колеса; это связано, кроме того, с нарушением сплошности движения и ведет к значительному понижению коэффициента полезного действия турбины.
Явление это называется кавитацией.
в турбине отРейнольдова числа, можно представить выражение коэффициента полезного действия турбины соотношением: ч = 1 - (1 — ч) В)
- где
коэффициент полезного действия, напор и диаметр турбины, испытанной в лаборатории, a rj, Н и D — те же значения для выполненной для силовой станции турбины, геометрически подобной первой, но отличающейся от нее размерами и работающей при другом напоре.
Пользуясь приведенной выше формулой, является возможным, не производя испытаний турбины, выполняемой для силовой станции, определить ее коэффициент полезного действия по данным испытания в лаборатории модели этой турбины, выполненной значительно меньших размеров. Так, например, изучаются турбины для Днепростроя в гидравлической лаборатории Центрального аэрогидродинамического института Научнотехнического управления в Москве.
Рис. 12. Спиральная турбина. Мощность N=19.800 лош. сил при напоре Н=81 м.
Для устранения его необходимо установить высоту положения турбины Hw над нижней водой по соотношению а > — • и — напор; коэффициент кавитации а зависит от ns:
