西安理工大学2011年攻读硕士学位研究生入学考试复试试题《水轮机》-考博信息网

西安理工大学2011年攻读硕士学位研究生入学考试复试试题《水轮机》

2011 年攻读硕士学位研究生入学考试复试试题
《水轮机》
一、填空（每空 1 分，满分 12 分）
1. 水轮机运行过程中，有多种能量损失，按照其性质可分为容积损失、水力损
失和机械损失三大类。
2. 导叶的断面形状为翼型，按照骨线弯曲形状，可分为正曲率叶型、负曲率叶
型和对称叶型。
3. 反击式水轮机的四大过流部件是引水部件、导水机构、转轮和泄水部件。
4. 水轮机的主轴布置方式有立式和卧式两大类。
二、术语解释（每题 4 分，满分 12 分）
5. 安装高程：水轮机安装高程用符号▽表示。对于立式反击式水轮机安装高程
是指导叶中心高程；对于卧式水轮机是指主轴中心高程。
6. 蜗壳包角：蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角。
7. 力特性：作用在转轮叶片和导水机构导叶上的水压力和水力矩随水轮机工况
而变化的性质称为水轮机的力特性。
三、简述题（每题 8 分，总分 40 分）
8. 简述等速度矩率。
蜗壳中位于任一点的水流速度矩 vur 为常数，记为 vur=K（其中 vu 为某一点
水流速度 v 的圆周分量；r 为研究点距水轮机轴线的半径；K 为积分常数）。即
蜗壳中距水轮机轴线半径相同的各点，其水流切向速度 vu 相等；蜗壳中距水轮
机轴线半径不同的各点，其水流切向速度 vu 与其半径 r 成反比。
9. 简述水轮机尾水管的主要作用。
(1) 将转轮出口水流引向下游；
(2) 利用转轮高出下游水面的那一段位能；
(3) 回收部分转轮出口动能。
10. 试述真空破坏阀的作用。
当水轮机需要紧急停机时导叶迅速关闭截断进入转轮的水流，此时后面的
水流因惯性作用继续由尾水管排出，使顶盖下部空腔有部分真空，这部分真空
又随即被尾水管倒流回来的水流填满，当水流倒流回来时流速很快，这股强大
的高速水流产生很大的冲击力，有时会将转轮抬起并造成机件破坏，为此，在
水轮机顶盖上装设真空阀。
11. 尾水管涡带对水轮机有什么危害？
在部分负荷的情况下，叶片出口边根部处的水流是向转轮内流去的，这种
回流在混流式水轮机部分负荷时也会出现，它会使叶片流道中的水流速度发生
突变，速度突变的间断面乃是漩涡产生的起源。每两个叶片间的流道中所形成
的漩涡带相对于水轮机轴线来说不可能是对称的，它们的联合影响将使中心涡
核偏离中间位置，形成旋进的流动模型，一旦涡核离开中心位置，尾水管某一
断面的流动将发生变化，其结果将产生一个推力，使涡核更趋向于尾水管壁，
最后在尾水管内形成一根摆动的涡带，摆动的涡带在管壁上形成水流的压力脉

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