《水輪機知識考題》

一、填空題（25題，每題2分）1.水輪機是將水流的機械能轉(zhuǎn)換為________能的動力機械。答案：機械2.按工作原理，水輪機可分為反擊式和________式兩大類。答案：沖擊3.混流式水輪機屬于________式水輪機，適用于中高水頭場景。答案：反擊4.水輪機的核心過流部件包括蝸殼、導葉、轉(zhuǎn)輪和________。答案：尾水管5.軸流式水輪機的葉片角度可通過________器自動調(diào)節(jié)，以適應流量變化。答案：接力6.沖擊式水輪機（如水斗式）通過________將水流轉(zhuǎn)換為高速射流驅(qū)動轉(zhuǎn)輪。答案：噴嘴7.水輪機蝸殼的主要作用是匯集水流并賦予水流________運動。答案：環(huán)量（或旋轉(zhuǎn)）8.導葉的主要功能是控制水流的方向和________，實現(xiàn)功率調(diào)節(jié)。答案：流量9.反擊式水輪機的能量轉(zhuǎn)換同時利用水流的動能和________能。答案：壓10.水輪機主軸密封分為接觸式密封（如盤根密封）和________式密封（如迷宮密封）。答案：非接觸11.含沙水流環(huán)境中，水輪機葉片常采用________不銹鋼（如0Cr13Ni5Mo）提高抗磨性能。答案：抗磨12.混流式水輪機轉(zhuǎn)輪由葉片、上冠和________組成，形成封閉的過流通道。答案：下環(huán)13.水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心部件是________，通過控制導葉開度實現(xiàn)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。答案：調(diào)速器14.水輪機尾水管的作用是回收轉(zhuǎn)輪出口水流的________能，提高能量利用率。答案：動15.水輪機軸承溫度監(jiān)測通常采用________傳感器（如PT100），報警值一般設定為70℃。答案：溫度16.導葉關閉后的漏水率標準值應不超過________%，以減少空載損耗。答案：517.軸流式水輪機適用于________水頭、大流量的水力發(fā)電場景（如平原河流電站）。答案：低18.水輪機主軸擺度檢測使用________表，要求擺度值≤0.1mm/m（按軸長計算）。答案：百分19.沖擊式水輪機的轉(zhuǎn)輪在________中運行，無需主軸密封。答案：空氣20.水輪機補氣裝置的主要作用是防止尾水管產(chǎn)生________，減少振動和噪聲。答案：真空21.蝸殼水壓試驗的壓力通常為額定工作壓力的________倍（如1.5倍），用于檢測密封性。答案：1.522.水輪機比轉(zhuǎn)速（ns）的物理意義是相似工況下產(chǎn)生單位功率所需的________。答案：轉(zhuǎn)速23.軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機的葉片與輪轂之間通過________密封，防止壓力水泄漏。答案：端面24.水輪機轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗的允許不平衡力矩需滿足________要求（按設計文件執(zhí)行）。答案：廠家技術(shù)25.高水頭水電站（＞200m）通常采用________式水輪機（如水斗式或斜擊式）。答案：沖擊二、單選題（10題，每題2分）1.下列水輪機中，屬于反擊式的是：（）A.水斗式（Pelton）B.混流式（Francis）C.斜擊式（Turgo）D.雙擊式（B雙擊）答案：B2.水輪機蝸殼的主要作用是：（）A.支撐水輪機主軸B.調(diào)節(jié)水流流量C.匯集水流并形成環(huán)量D.降低水流速度答案：C3.軸流式水輪機的適用場景是：（）A.高水頭、小流量B.中水頭、中流量C.低水頭、大流量D.任何水頭條件答案：C4.水輪機導葉的主要功能是：（）A.控制水流方向和流量B.支撐轉(zhuǎn)輪重量C.防止泥沙磨損D.連接主軸與發(fā)電機答案：A5.下列材料中，抗泥沙磨損性能最好的是：（）A.普通碳鋼B.不銹鋼（0Cr13Ni5Mo）C.鋁合金D.鑄鐵答案：B6.水輪機檢修時，導葉端面間隙的標準值為：（）A.0.1-0.3mmB.0.5-1.0mmC.1.0-1.5mmD.1.5-2.0mm答案：A7.沖擊式水輪機的噴嘴將水流轉(zhuǎn)換為：（）A.高壓水流B.高速射流C.旋轉(zhuǎn)水流D.層流答案：B8.水輪機尾水管的主要作用是：（）A.排出水流并回收動能B.支撐水輪機本體C.調(diào)節(jié)下游水位D.防止泥沙淤積答案：A9.水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的核心任務是控制：（）A.發(fā)電機電壓B.導葉開度C.軸承溫度D.蝸殼壓力答案：B10.混流式水輪機轉(zhuǎn)輪的組成部分不包括：（）A.葉片B.上冠C.下環(huán)D.水斗答案：D三、多選題（5題，每題3分）1.下列屬于反擊式水輪機的有：（）A.混流式B.軸流式C.斜流式D.水斗式E.雙擊式答案：ABC2.水輪機的核心過流部件包括：（）A.蝸殼B.導葉C.轉(zhuǎn)輪D.尾水管E.軸承座答案：ABCD3.水輪機主軸密封的類型包括：（）A.接觸式密封（盤根密封）B.非接觸式密封（迷宮密封）C.機械密封D.填料密封E.液壓密封答案：AB4.水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成部分包括：（）A.調(diào)速器B.接力器C.轉(zhuǎn)速傳感器D.壓力鋼管E.反饋機構(gòu)答案：ABCE5.水輪機振動的可能原因包括：（）A.主軸擺度超標B.轉(zhuǎn)輪動平衡失效C.導葉開度不均D.尾水管真空度異常E.發(fā)電機繞組短路答案：ABCD四、簡答題（5題，每題8分）1.簡述反擊式水輪機與沖擊式水輪機的主要區(qū)別。答案：-工作原理：反擊式利用水流的動能和壓能（如混流式），沖擊式僅利用動能（如水斗式）；-適用水頭：反擊式適用于低-中高水頭（10-700m），沖擊式適用于高水頭（＞200m）；-過流方式：反擊式轉(zhuǎn)輪完全浸沒在水流中，沖擊式轉(zhuǎn)輪在空氣中受高速射流沖擊；-密封要求：反擊式需主軸密封防水，沖擊式無需密封；-效率特性：反擊式在設計工況效率更高，沖擊式對負荷變化適應性較強。2.水輪機導葉漏水率超標的危害及處理措施有哪些？答案：危害：①增加空載損耗，降低機組效率；②導致導葉頻繁動作，加劇密封件磨損；③可能引發(fā)導葉振動，影響調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性；④長期漏水可能導致頂蓋積水，威脅軸承安全。處理措施：①檢查導葉密封面磨損情況，研磨修復或更換密封橡膠條；②調(diào)整導葉軸套間隙，更換磨損的軸套或軸承；③緊固導葉連桿機構(gòu)，確保關閉位置準確；④對變形的導葉、頂蓋或底環(huán)進行校正或更換；⑤進行導葉漏水試驗，確保漏水率≤5%。3.簡述水輪機主軸擺度的檢測方法及超標后果。答案：檢測方法：①將百分表固定在水輪機固定部件上，觸頭垂直接觸主軸被測位置（如法蘭、軸頸）；②手動或低速盤車，記錄主軸旋轉(zhuǎn)360°時百分表的最大和最小讀數(shù)；③擺度值=（最大讀數(shù)-最小讀數(shù)）/2，標準值≤0.1mm/m（按軸長計算）。超標后果：①加劇軸承磨損，導致軸承溫度升高甚至燒毀；②引發(fā)機組振動，可能造成主軸疲勞裂紋或斷裂；③影響發(fā)電機定轉(zhuǎn)子同軸度，導致電磁不平衡和繞組磨損；④破壞主軸密封，造成漏水或潤滑油泄漏。4.水輪機汽蝕的主要發(fā)生部位及預防措施有哪些？答案：主要部位：①反擊式水輪機葉片出口邊背面（低壓區(qū)）；②導葉關閉時的間隙處；③轉(zhuǎn)輪與頂蓋、底環(huán)的間隙區(qū)域。預防措施：①設計制造：采用抗汽蝕材料（不銹鋼、涂層），優(yōu)化葉片型線；②運行管理：避免在低負荷（＜40%額定功率）長期運行，控制吸出高度≤允許值；③設備改造：加裝補氣裝置（自然補氣或強迫補氣），破壞汽泡生成條件；④檢修維護：定期打磨葉片蝕坑，堆焊耐磨材料，更換嚴重汽蝕部件；⑤監(jiān)測預警：安裝振動/噪聲傳感器，實時監(jiān)控汽蝕強度并預警。5.簡述水輪機調(diào)速系統(tǒng)的組成及各部分功能。答案：組成及功能：①測量環(huán)節(jié)（轉(zhuǎn)速傳感器）：實時采集機組轉(zhuǎn)速信號，反饋至調(diào)速器；②調(diào)速器：比較實際轉(zhuǎn)速與給定值，輸出調(diào)節(jié)信號（如電信號或液壓信號）；③執(zhí)行機構(gòu)（接力器）：根據(jù)調(diào)速器信號，通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動導葉開閉，調(diào)節(jié)流量；