(6) 水轮机的空化系数与水轮机的工况有关。（√） (7) 水轮机的装置空化系数与水轮机的工况有关。（╳） (8) 尾水管补气的目的是为了减轻空腔空化。（√）
(9) 水轮机选型设计时应把最优工况作为水轮机的额定工况。（╳） (10) 比转速低的水轮机适应于高水头。（√）
(11) 水泵的扬程是水泵系统上、下游水面的水位差。（╳） (12) 轴流泵关死点的轴功率最大。（√） (13) 同一水泵，其流量与转速成正比。（√） (14) 调速器中使用的油品为绝缘油。（╳）
(15) 油压装置中的油容积占60~70%，压缩空气容积占30~40%。（╳）
2．填空题（30分，每空1分）
(1) 水电站是通过( )把水能转变为旋转机械能，再通过（ ）把旋转机械能变成电能的。
答案：水轮机，发电机。
(2) 反击式水轮机的过流部件由( )、( )、（ ）和（ ）所构成。
答案：引水室，导水机构，转轮，尾水管。
(3) 水轮机转轮中，水流的绝对速度是( )与（ ）的合成。
答案：牵连速度，相对速度。
(4) 水轮机的轴面速度在轴面上可分解为( )和（ ）。
答案：径向速度，轴向速度。
(5) 水轮机相似的条件是（ ）、（ ）和（ ）。
答案：几何相似，运动相似，动力相似。 (6) 水轮机工况相似的判据是( )和( )分别相等。
答案：单位转速，单位流量。
(7) 水轮机比转速常用的单位制是( )和（ ）。
答案：m·kW，m·HP。
(8) 导水叶的相对开度是( )与( )的比值。
答案：某位置时的开度ao，径向开度aor。
(9) 轴流式水轮机的轴向水推力在叶片处于（ ）位置时最大。
答案：关闭。
(10) 水轮机进水阀的常用型式有（ ）、（ ）和（ ）。
答案：蝶阀，球阀，闸阀。
(11) 水头在200m以上的水电站宜采用( )作进水阀。
答案：球阀。
(12) 绝缘油作用是( )、( )和（ ）。
答案：绝缘、散热、灭弧。 (13) 水的净化为( )和( )两类。
答案：清除污物，清除泥沙。
(14) 离心摆是机械液压调速器的( )元件。
答案：测速。
(15) 硬反馈的作用是实现( )调节，使并网机组稳定地分配( )
答案：有差，负荷。
3．简答题（15分，可任选其中三题，每题5分）
(1) 从能量利用与结构角度说明冲击式水轮机与反击式水轮机的区别。 答案：冲击式水轮机是利用水流的动能工作的，反击式水轮机是利用水流的的动能与压能工作的。由于能量利用形式的不同，带来其结构的不同。冲击式水轮机是具有喷嘴，有压水流通过喷嘴后变成动能(高速射流)，冲动转轮做功。由于利用动能做功，其转轮叶片多呈斗叶状。转轮是部分进水，水流在大气压状态下通过水轮机。反击式水轮机为充分利用水流的压能与动能的需要，由蜗壳、导水机构、转轮与尾水管而形成封闭的流道，转轮全周进水，水流是有压的。转轮叶片的断面呈空气动力翼型形状。
(2) 简述反击式水轮机中易发生的空化类型与易发生部位。
答案：反击式水轮机中易发生翼型空化、间隙空化、局部空化与空腔空化。翼型空化发生在转轮叶片上，尤其是叶片背面出口边附近；间隙空化发生在导水叶的端面间隙处及止漏环处，轴流式水轮机叶片外缘是间隙空化发生最严重的地方；局部空化发生在过流表面的凸凹不平处；空腔空化发生在
尾水管中。
(3) 什么是水泵的工作点?为什么水泵会稳定在工作点?
答案：水泵H-Q曲线与水泵装置扬程曲线的交点称为水泵的工作点。水泵之所以能稳定在其工作点运行，是因为水泵产生的扬程与装置的扬程相等，假如水泵运行在比M点流量大的A点，这时，装置扬程大于泵的扬程，管路中的水因能量不足而减速，使流量减小，工况点由A向M点移动，最终稳定在M点。反之，若水头工作在比M点流量小的B点，则装置扬程小于泵的扬程，管路中水的能量有剩余，于是使水流加速，流量增大，工况点由B向M点移动，最终稳定在M点。
(4) 水电厂的技术供水方式有哪几种?各应用于什么情况?
答案：水电厂的供水方式有自流供水、水泵供水与混合供水三种方式。自流供水适用于水头12-80m的电站。水泵供水适用于水头高于80m或低于12m的电站。而混合供水是指自流和水泵供水相结全的方式，适用于水头在12m上下的水电站，水头较高时用自流供水、水头较低时切换到水泵供水。
(5) 什么是PID调节规律?有何优越性?
答案：PID调节规律即按比例——积分——微分规律进行调节的方式，同PI调节规律一样，PID调节规律具有消除调节后转速偏差的特点。此外，在对调节系统过渡过程影响方面，不仅按转速偏差进行调节，并且也按转速的加速度（微分部分）进行调节。在机组负荷突然变化时，调速器会根据转速偏差的加速度大小迅速调节导叶的开度，即具有超前作用与预见作用，可以减少调节时间和提高调节的稳定性。
4．计算题（40分）（每题20分，水动方向任选2题，其它专业做前2题）
(1) 某水轮机蜗壳进口处压力表的读数为221.6×10pa，压力表中心高程为88.7m，压力表所处钢管直径D=3.35m，电站下游水位为84.9m，水轮机流量Q=33m/s，电动机功率Pg=7410kW，取发电机效率ηg=96.6%，求轮机的工作水头与水轮机的效率。
3
3
?PI?IVI2??pII?IIVII2?解： H???ZI???2g?????z1???2g??
????Pa?IIV22将水轮机出口断面取在下游断面，则 ?,?0
??2gPII则水轮机的水头H为 H??ZI?ZII??而 ZI-ZII=88.7-84.9=3.8m 取
PI?Pa???IIVII22g
PI?pa?221.6?103?0??22.6m
9810?I?1,?IV122g?Q2??D2g??4?2????2?332?3.14?3.352?9.81???4?2????2?0.71?m?
所以水轮机工作水头：H=3.8+22.6+0.71=27.11m 水轮机效率：??Pg/?g9.81QH?7410/0.966?0.875?87.5%
9.81?33?27.11(2) 某混流式模型水轮机的参数为DIM=0.46m，n11=70r/min，Q11=1.15m/s，ηom=0.9，求相似工况下，D1=4m，H=64m时原型水轮机的n，Q，P，η。
解：
3
n11?Q11?nD1HQD12H故n?n11H70?64??140?r/min?D14故 Q?Q11D12H?1.5?42?64?147.2m3/s
???o?1?(1??oM)D1M0.46?1?(1?0.9)?0.935?93.5% D14 P?9.18QH?0?9.81?147.2?64?0.935?86421?kW?
(3) 某水泵在额定扬程时流量Q=0.278m/s，水泵的允许吸上真空高度H
允真
3
=5mH2O，水头进水管直径DI=0.36m，吸水损失h吸损=0.263mH2O，若当时当
地大气压H大气=10.3mH2O，忽略汽化压力h汽的大小，求该工况下水泵的实际允许吸上高度H实吸。
解：
V1?Q?4?0.278DI2
?4?2.74(m/s)?0.362V12.742??0.383(mH2O) 2g2?9.81H实吸?H允真V12 ??10.3?H大气??h汽?h吸损?2g=5-（10.3-10.3）-0-0.263-0.383=4.354(m)
(4) 某水电站的压力钢管长为300m，压力传播速度为850m/s，水轮机的导叶关闭时间为0.5s，水头为45m，管道内的流速为3 m/s，在甩全负荷时，将发生什么水击？并求出相应的压力上升率。
解：相长 Tr?2L2?300??0.706(s) a850 Tr＞0.5s
发生直接水击 压力上升值为：?H?a(vo?v)850?(3?0)??260.2(m) g9.8压力上升率为：???H260.2??100%?578.2% Ho45