6、防止和减轻汽蚀的措施一般有哪些？（2）
答：为防止和减轻汽蚀对水轮机的危害，需从多方面采取措施：
（1）水轮机设计制造方面：合理设计叶片形状、数目使叶片具有平滑流线；尽可能使叶片背面压力分布均匀，减小低压区；提高加工工艺水平，减小叶片表面粗糙度；采用耐汽蚀相对较好的材料。
（2）工程措施方面：合理确定水轮机安装高度；使转轮出口处压力高于汽化压力；多沙河上设除沙措施；防止粗粒径泥沙进入水轮机。
（3）运行方面：避免在易于产生汽蚀的工况下运行；出现真空低压区时补气增压；及时对产生汽蚀破坏的部件进行维护。
7、各类水轮机的安装高程如何确定？（2） 答：（1）反击时水轮机安装高程的确定： 立轴混流式水轮机：Zs=Za+Hs+b0/2 立轴混流式水轮机：Zs=Za+Hs+XD1 卧轴混流式和灌流式水轮机：Zs=Za+Hs-D1/2 （2）冲击式水轮机：Zs=Zamax+hp 8、单位参数的物理意义是什么？（2）
答：当水轮机转轮直径D1=1m时、水头H=1m时，水轮机的转速、流量、出力分别称为单位转速、单位流量和单位出力，统称单位参数。
9、进水建筑物各类进水口的布置特点和使用条件？（3） 答：水电站的进水口分为有压进水口和开敞式进水口两大类。
有压进水口大主要特征是，进水口位于水库死水位以下一定深度，在一定的水压之下工作，以引进深层水为主，适用于从水位变化幅度较大的水库中取水。它可以单独布置，也可以和挡水建筑物结合在一起，进水口后接有压隧洞或管道。有压引水式水电站、坝后式水电站的进水口大都属于这种类型。
开敞式进水口的主要特征是，进水口的水流具有自由水面，处于无压状态，进水口以引进表层水为主，适用于从天然河道或水位变化不大的水库中取水。进水口后一般接无压引水建筑物。开敞式进水口一般用于无压引水式水电站。 10. 有压进水口的型式及适用条件（3）
答：有压进水口的主要类型可分为隧洞式、压力墙式、塔式和坝式四种。
（1）隧洞式进水口：隧洞式进水口的特征是闸门安装在从岩体里面开挖出来的竖井中。当隧洞进口地质条件较好，扩大断面的开挖闸门竖井均不会引起塌方时适宜采用此种进水口。但当地质条件不好或地形过于平缓时，不宜采用此种型式进水口。
（2）压力墙式进水口：如隧洞进口地质条件较差，不宜扩大断面和开挖竖井，或因地形条件不宜采用隧洞式进水口时，可将进水口段和闸门段布置在山体之外，形成一个紧靠山岩的单独墙式建筑物，称为压力墙式进水口。
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（3）塔式进水口：当水库岸边地质条件差或地形平缓，不宜在岸坡上修建进水口时，可采用塔式进水口。这时，进水口的进水段、闸门段及上部框架组成一个塔式结构，孤立于水库之中，通过工作桥与岸边相连。当地材料坝的坝下涵管也采用塔式进水口。塔式进水口的结构较为复杂，施工也比较困难，在地震剧烈区不宜采用。
（4）坝式进水口：坝式进水口的特点是将进水口布置在混凝土坝的迎水面上，使进水口与坝身合成一体，其后接压力管道。当采用坝后式或坝内式厂房时，压力水管埋设在坝体内，只有采用坝式进水口。
11. 如何确定有压进水口的位置高程及轮廓尺寸？（3）
答：有压进水口位置的选择应当从水库地形、地质条件、水位变幅、引水路线、进水口型式以及其他进水口位置等方面来综合考虑。运行时应能保证流向进水口的水流平顺、对称、水头损失小、不产生回流和漩涡、不产生淤积和聚集漂浮物等现象。同时在其他进水口通过水量或泄洪时不影响该进水口的进水量。引水隧洞的进水口应与隧洞路线的选择协调一致，布置在地形地质及水流条件均合适的地点。
有压进水口应低于运行中可能出现的最低水位，并有一定的淹没深度。有压进水口的底部应高于水库的设计淤积高程1.0m以上。
有压进水口沿水流方向可分为进口段、闸门段、渐变段三部分。这三部分的尺寸及形状，主要与拦污栅断面、闸门尺寸和引水道断面有关。进水口的轮廓就是使这三个断面能平顺的连接起来。在保证引进发电所需流量的前提下，尽可能使水流平顺的进入引水道，使水头损失小、避免因水流脱壁而产生负压，降低工程造价和设备费用。 12.沉沙池的基本原理是什么？有哪些排沙方式？（3）
答：沉沙池的基本原理是，加大过水断面，减小水流的流速及其挟沙能力，使有害泥沙沉淀在沉沙池内，而将清水引入引水道。沉沙池中所沉淀泥沙的排沙方式可分为人工清沙、机械排沙和水力冲沙三种。水力冲沙又可分为连续冲沙和定期冲沙。
13.动力渠道按其水力特性可分为哪些类型？各有何特点？分别适用于何种情况？（3） 答：水电站的无压引水渠道又称为动力渠道。根据其水力特性，可分为自动调节渠道和非自动调节渠道两种类型。
（1）自动调节渠道：自动调节渠道主要特点是渠顶高程沿渠道全长不变，而且高出渠内可能的最高水位；渠底按一定坡度逐渐降低，断面也逐渐加大；在渠末压力前池处不设泄水建筑物。自动调节渠道无溢流水量损失。当电站引用流量发生变化时，不必运用渠首闸门的开度来控制流量。在引用流量较小时，渠末能保持较高的水位，因而可获得较高的水头。由于 渠道顶部高程沿渠线相等，故工程量较大。只有在渠线较短，地面纵坡较小，进口水位变化不大，而且下游没有其他部门用水要求的情况下，采用此种类型的渠道才可能是经济合理的。 （2）非自动调节渠道：非自动调节渠道主要特点是渠顶沿渠道长度有一定的坡度，其坡度一般与渠底坡度相同。在渠末压力前池处（或压力前池附近）设有泄水建筑物，一般为溢流堰或虹吸式溢水道，用来控制渠内水位的升高和渲泄水量。非自动调节渠道有弃水损失，引
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用流量较小时渠末水位较自动调节渠道的水位低，但渠道工程量较小。对于渠道线路较长、地面纵坡较大的电站或电站停止运行后仍需向下游供水时，广泛采用此种类型的渠道。 14.引水渠道路线选择原则？（3）
答：渠道选线在满足集中落差前提下做到：（1）渠线应尽量短而直，以减少水头损失、降低造价。（2）渠线尽可能高，以获得较大的落差，还能照顾到农田灌溉。（3）渠线应选择在地质较好的地段，尽量避免与现有建筑物干扰。 15.水电站压力前池的作用（3）
答：（1）分配水量。将引水渠道中的流量均匀的分配给各压力水管，并设置闸门控制进入压力水管的流量；
（2）保证水质。再次拦截和清除水中的污物、泥沙和浮冰等，防止其进入压力水管； （3）限制水位升高，保证下游用水，渲泄多余水量。
（4）稳定水头，提高机组运行稳定性。压力前池有一定容积，当机组负荷变化引起需水量变化时，起一定调节流量和反射水锤波的作用。
16.日调节池适用于哪类水电站？设计时要注意哪些因素？（3）
答：对于无压引水式电站，如果在引水渠道沿线有比较合适的地形，应尽可能地修建日调节池。日调节池与压力前池之间的渠道的设计流量，应采用电站引用的最大流量，而渠首至日调节池的渠道则可按较小流量设计，当日调节池足够大时，可取电站的最大日平均引用流量。日调节池愈靠近压力前池，其作用愈显著。 17.明钢管的墩座有几种类型？各有何作用？（4）
答：明钢管的墩座分为镇墩和支墩。镇墩用来固定钢管，使钢管在任何方向均不发生位移和转角，承受压力管道轴向不平衡力；支墩布置的镇墩之间，用来支承钢管，允许钢管沿支承面作轴向位移。
18.压力水管的布置形式及其适用条件？（4） 答：压力水管向水轮机供水的方式可分为三种：
1)单元供水：一根压力水管只向一台机组供水，即单管单机供水。这种供水方式结构简单，水流顺畅，水头损失小，运行灵活可靠，其中一根水管或一台机组发生故障需要检修时不影响其他机组运行，但当管道较长时，工程量大，造价较高。适用于水头不高、流量较大、管长较短的情况。
2）联合供水：由一根总管在末端分岔后向电站所有机组供水，即单管多机供水。这种供水方式的显著优点是可以节省管材，降低造价。其缺点是运行的灵活性、可靠性较单独供水方式差，当总管发生故障或检修时，将使电站全部机组停止运行，由于增加了分岔管、弯管等构件，结构上较复杂，且水头损失也较大。多在高水头、小流量机组台数不很多的水电站中采用。
3）分组供水：每根主管在末端分岔后向两台或两台以上机组供水，即多管多机供水。这种供水方式的优缺点同联合供水方式相似，只是当一根主管发生故障或检修时，不致造成
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电站所有机组停止运行。一般适用于管道较长、机组台数较多、需限制管径过大的电站。
压力水管的轴线与厂房的相对方向可以采用正向、侧向或斜向的布置。正向布置的优点是管线较短，水头损失也较小：缺点是当水管失事破裂时，水流直泄而下，危及厂房安全。这种方式一般适用于水头较低水管较短的水电站。侧向或斜向布置时，当水管破裂后，泄流可从排水渠排走，不致直冲厂房，但管材用量增加，水头损失也较大。 19.露天（明）钢管有哪些敷设形式？比较它们的优点及适用条件。（4） 答：明钢管的敷设方式有以下两种：
1）分段式。在相邻两镇墩之间设置伸缩接头，当温度变化时，管段可沿管轴线方向移动，因而消除了管壁中的温度应力。明钢管大都采用此种敷设方式。
2）连续式。两镇墩间的管身连续敷设，中间不设伸缩节。由于钢管两端固定，不能移动，温度变化时，管身将产生很大的轴向温度应力。为减小管身的温度应力，在管身的适当位置设置一些可自由转动的转角接头。这种方式在一定条件下可能是经济合理的。但我国很少采用。
20.压力钢管的经济直径如何确定？（4）
答：为了确定压力水管的经济直径，可拟定若干不同的管径方案，分别计算各方案的系统年费用（或总费用），然后用系统年费用（或总费用）最小法进行比较确定。对不重要的工程或缺乏可靠的技术经济资料时，可采用经济流速的数据选择管径。 即：D?4Qpπ?e
21.露天钢管上有哪些管件（附件）？各起什么作用？（4） 答：露天钢管上的管件（附件）主要有：
1）接缝与接头：用来将钢板焊接成管段并连结各管段。
2）弯管和渐缩管：钢管在水平面内或竖直面内改变方向时，需要装置弯管；不同直径钢管段连接时，需设置渐缩管。
3）刚性环（加劲环）：当薄壁钢管不能抵抗外压和满足不了运输或安装的要求时，单纯增加管壁厚度来满足刚度要求往往是不经济的，可以考虑加设刚性环。 4）分岔管：当水电站采用联合供水或分组供水时，必须设置分岔管。 22.露天钢管如何检验稳定性？如不满足应采取哪些措施？（4）
答：钢管是一种薄壁结构，能承受较大的内水压力。但当通气孔（或通气阀）发生故障不能及时补气，或钢管内发生负水锤时，管内均将产生真空，钢管在内外压差作用下，容易丧失稳定而被压瘪。使钢管失稳的最小外压力称为临界外压力，可以通过计算临界外压力来检验露天钢管的稳定性。当薄壁钢管不能抵抗外压和满足不了运输或安装的要求时，可采用增加管壁厚度或加设刚性环、表面锚片锁件等来解决。
23.当调节保证计算不能满足时，通常是采取措施减小水锤压强。那么减小水锤压强有哪些措施呢？（5）
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答：当水锤压强超过容许最大值时，一般采用下列措施加以降低：（1）缩短管道长度；（2）加大管道断面，减少管内流速；（3）设置调压室；（4）采用合理的导叶（阀门）启闭规律；（5）装置调压阀（空放阀）；（6）设置水阻器。 24.机组调节保证计算的任务？（5）
答：（1）计算有压引水系统的最大和最小内水压力。最大内水压力作为设计或校核压力管道、蜗壳和水轮机强度的依据；最小内水压力作为压力管道线路布置，防止压力管道中产生负压和校核尾水管内真空度的依据；
（2）计算丢弃负荷和增加负荷时转速变化率，并检验其是否在允许的范围内；
（3）选择调速器合理的调节时间和调节规律，保证压力和转速变化不超过规定的允许值； （4）研究减小水锤压强及机组转速变化的措施。 25.简述水锤一个周期的传播过程？（5） 答：水锤波传播过程如下：
1）第一状态：水锤波从阀门端A以速度a向上游传播，为逆行升压波，经过t=L/a时间，水锤升压波到达水库端D时管道全长产生水锤压强升高ΔP（水头升高ΔH），全管水流流速为零。
2）第二状态：水锤波以顺行降压波的形式从水库端D以速度a向阀门端传播。在t=2L/a时刻，降压波到达阀门端A。全管压强恢复为P0，水体密度和管径恢复为原状，压力管道内水流流速为反向流速V0（从管道流向水库）。
3）第三状态：水锤波以逆行降压波的形式从阀门端A以速度a向上游传播。在t=3L/a时刻到达水库端D。全管压强降低ΔP，全管水流流速为零。
4）第四状态水锤波：顺行升压波以速度a从水库端D向下游传播，当t=4L/a时传到阀门端A，全管水流恢复至初始状态。
若管内无摩阻存在，水锤波将重复上述四个传播过程。 26.什么是直接水锤和间接水锤？（5） 答：若
Ts?2La，阀门处的最大水锤压强不会受到降压顺行波的影响，故其大小与阀门瞬时
关闭（Ts=0）的情况相同。这种水锤称为直接水锤。若
Ts?2La，阀门处的水锤压强在尚
未达到最大值时就受到降压顺行波的影响而减小。阀门处的这种水锤称为间接水锤。 27.调压室的功用？（6）
答：（1）调压室具有自由水面，能反射由压力管道传来的水锤波，从而避免或减小了引水道中的水锤压力。由于缩短了封闭管道的长度，也大大降低了管道中水锤压力。
（2）调压室有一定容积，离厂房较近，机组负荷变化时能迅速补充或存储一定水量，有利于机组的稳定运行。
28.研究调压室水位波动的目的？（6）
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