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内容简介

　　本书着重阐述水轮机的工作原理、设计计算和选择方法。其主要内容有水流在水轮机各过流部件中的流动及其能量转换过程，相似原理，模型试验，空蚀现象，各种形式水轮机的结构特点及设计计算。书中还详细的介绍近代利用电子计算机进行水轮机的选型设计和参考程序。
　　本书为高等学校“水电站动力设备”专业水轮机课程的教材，也可供有关专业师生和工程技术人员参考。

内页插图

目录

第三版前言
第一版前言
第二版前言
第一章 绪论
第一节 水电站与水轮机
第二节 水轮机的工作参数
第三节 水轮机的类型和结构
第四节 水轮机的牌号及装置形式
第五节 现代水轮机的发展过程
第二章 水轮机工作原理
第一节 水轮机的水流运动
第二节 水流作用于叶片的力矩，水轮机基本方程和水力效率
第三节 水轮机变工况转轮进、出口速度三角形的讨论
第四节 反击式与冲击式水轮机
第三章 水轮机的相似原理
第一节 水力相似及水轮机相似条件
第二节 水轮机相似规律及相似准则数
第三节 水轮机的模型试验
第四节 相似水轮机的规律及相似条件
第五节 水轮机比转速
第六节 效率换算与单位参数修正
第七节 水累机型谱
第四章 水轮机的空化和空化数
第一节 水流空化现象及空化数
第二节 空化及空蚀机理
第三节 水轮机空化和空蚀的类型
第四节 水力机械的空化系数及电站空化系数
第五节 水轮机模型空化试验
第六节 水轮机安装高程的确定
第七节 水轮机抗空化的措施
第五章 混流式水轮机
第一节 混流式水轮机概述
第二节 混流式水轮机引水室
第三节 混流式水轮机金属蜗壳设计
第四节 导水机构
第五节 混流式水轮机转轮
第六节 混流式水轮机的抽向水推力
第七节 尾水管
第八节 混流式水轮机运行中的异常现象
第六章 轴流式水轮机
第一节 轴流式水轮机概述
第二节 混凝土蜗壳的水力设计
第三节 轴流式转轮中的水流运动
第四节 轴流式转轮参数选择
第五节 轴流式转轮设计原理
第六节 轴流式水轮机的特性曲线
第七节 轴流式水轮机的力特性
第八节 轴流式水轮机的过渡过程
第七章 冲击式水轮机
第一节 冲击式水轮机概述
第二节 切击式水轮机工作原理及参数
第三节 切击式水轮机的特性综述
第八章 水泵水轮机
第一节 水力机械四象限特性
第二节 水泵水轮机概述
第三节 水泵水轮机工作原理和参数选择
第四节 水泵水轮机的运行
第九章 水轮机特性曲线与水轮机选型设计
第一节 水轮机特性曲线的类型
第二节 水轮机的线性特性曲线
第三节 水轮机模型综合特性曲线
第四节 水轮机模型综合特性曲线的绘制
第五节 水轮机运转综合特性曲线及其绘制
第六节 水电站运转综合特性曲线
第七节 水轮机的选型设计
第八节 水泵水轮机的选型设计
第九节 水轮机选型计算例
第十节 水轮机选型计算例
附录 反击式水轮机型谱参数及综合特性曲线
参考文献

精彩书摘

　　第三章 水轮机的相似原理
　　第一节 水力相似及水轮机相似条件
　　在第二章我们已经讨论了水流在水轮机各部件里流动的情况和水轮机的工作原理，同时还得出了工作水头和出力的关系。水轮机基本方程式适用于任何型式在稳定工况下工作的水轮机。在基本方程式中包含有水流的流速及水力效率等参数。由于效率和水的粘性有关，计算粘性流动是非常复杂的，因此用理论计算的方法来求得这些参数在目前几乎是不可能的。这里还要着重指出，基本方程式中的水流速度为转轮前后处的速度值。实际上在转轮前后水流速度是不均匀的，理论上要在距转轮无穷远处才有均匀流动，在水轮机结构上这个条件又是不存在的。因此即使有任何好的计算方法也很难准确地反映出水轮机内的实际流动情况。在水力机械领域中广泛地采用试验的方法，结合理论计算求得完善的水力机械过流部件的参数。这种试验的方法实际上不仅应用在水力机械中，在其他许多科技领域中同样被采用着。这也就是建立在相似理论基础上的模型试验技术。
　　在讨论水轮机的模型试验和相似换算前，首先介绍一些相似理论及其在水轮机中运用的知识。
　　相似这个概念首先在几何学中被采用，现在这一概念已被衍用到任何一种物理现象中去。两个物理现象之间的相似，就是所有用来说明这两个现象性质的一切量之间的相似，即表征水轮机的所有参数规律在对应的各空间点和在相对应的瞬间，第一个现象的任何一种量是和第二个现象同类量成比例。首先最明显的是几何上应相似，即两台水轮机从蜗壳进口到尾水管出口的过流表面对应线性尺寸成比例，且对应角相等。保持几何相似的模型与原型水轮机的过流轮廓均为相似图形，即按某一比例尺放大或缩小后就可相互重合（图3-1）。

前言/序言

　　本教材是根据1989年11月在洛阳及1991年4月在昆明召开的高等学校水利水电类专业教学委员会水动教学组确定的1990～1995年教材选题和编审计划而编写的。

　　《水轮机》是水动专业的主要专业课之一。本教材的编写体系是以四章篇幅讲授水轮机的基本原理，另以四章篇幅介绍生产上最常用的四种形式水轮机。将以往以过流部件分章改为以机型分章，可以使学生和初学者易接受和掌握。为了使学生学完本课程后能进行水轮机选型设计，本教材最后一章专门讲授水轮机的特性曲线及选型设计。

　　这本教材适应当代水轮机科学技术的发展，对水轮机空化及空化机理、过渡过程、水力振动等现象均作了较深入的介绍。在选型设计中引入了计算机辅助设计（CAD）的内容。

　　本书第三、五章由刘大恺（主编）编写。第一、六章由胡家璇编写。第二、七章由沈东编写。第四、八章由王煦时编写。第九章 由陈德新编写。

　　本书由梅祖彦教授主审，王学真编审为责任编辑。

　　由于编写者水平有限，书中难免有谬误与不妥之处，恳请使用本教材的师生及其他读者给予批评指正。
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