文档介绍：水电站
课
程
设
计
姓名: 黄本实
学号: 2010311533
班级: 水电站(1)
已知条件:
最大发电流量Q max=24 m3/s;上游正常水位1000 m;下游设计尾水水位850 m;管轴线与平线夹角450;钢管容许应力[σ]=120MPa上游正常水位至伸缩节水位差8 m;镇墩与地基摩擦系数f = ;支墩与管身摩擦系数;伸缩节摩擦系数;水轮机调节时间T=5-6s.
伸缩节可调节长度b=15 cm
压力钢管水击计算
钢管经济管径(D)
经济流速法
压力管道的经济流速一般为4~6m/s,最大不超过7m/s。根据公式
钢管最大流速(V)
m/s
由于已知上游正常水位至伸缩节水位差8 m,所以可以等到下镇墩转角处的水头h
得压力钢管的长度L
3、水击判断
取在明钢管中水击波的传播速度
得
因此,发生水击为间接水击。
水击常数:
将已知数值带入公式得,
起始开度,
则
因此,压力钢管内将产生极限水击。
4、水击影响下的最大水头
水击常数
取
则水击压力的升高值:
。
水击影响下阀门处最大水头:
二、压力钢管计算
1、管壁厚计算
由上述计算得直径D==2500mm,, ,
,
则,
钢管不失稳校核:,满足要求,考虑到钢板制造精确问题,锈蚀,磨损等因素而加的,而的模数为2的倍数,所以壁厚。
2、支墩、伸缩节布置
取支墩间距为10m,布置20个支墩,。
(1)位于上镇墩下侧伸缩节处的压力水头
(2)位于钢管中部的伸缩节处的压力水头
荷载计算
:每米管长钢管自重:考虑支承环、伸缩节等附属部件为自身
重量的10%,最终取
(钢材的容重)
:每米管长管内水重,
;
钢管自重的轴向分力:
作用在阀门上的内水压力:
位于上镇墩下侧伸缩节边缘处的水压力:
由于L=201m,设计在钢管中部应设置一个伸缩节
位于钢管中部的伸缩节处的水压力:
支座对管壁的摩擦系数,
温度变化时上镇墩下侧伸缩节填料的摩擦力:
温度变化时上镇墩下侧伸缩节填料的摩擦力:
温度变化时钢管与支墩的摩擦力:
4、管壁末跨跨中Ⅰ-Ⅰ截面应力计算
Ⅰ-Ⅰ截面的水头:
径向应力:(压应力)
环向应力:近似取用
轴向应力
跨中断面的轴应力由两部分组成,即由轴向应力引起的轴向应力,由钢管和管中水重的法向力引起的轴向应力。
轴向力
跨中弯矩值
由管重