
【機】 water turbine
hydraulic power; waterpower
【電】 hydraulic power; water power
【機】 de laval turbine de laval; turbine; turbo-
水力輪機(Hydro Turbine)是一種将水流的動能與勢能轉換為機械能的動力機械裝置,其英文對應術語為"hydraulic turbine"或"water turbine"。根據《英漢機械工程大詞典》的定義,它屬于流體機械範疇,主要應用于水電站的能量轉換系統。
從結構原理分析,水力輪機通過導水機構控制水流方向,利用轉輪葉片将水能轉化為軸功。根據國際電工委員會(IEC)标準,可分為沖擊式(Impulse Turbine)和反擊式(Reaction Turbine)兩大類。前者以佩爾頓水輪機為代表,適用于高水頭場景;後者包含弗朗西斯式、卡普蘭式等類型,適用于中低水頭電站。
在工程應用方面,世界水電協會(International Hydropower Association)數據顯示,現代大型混流式水輪機效率可達95%以上。中國三峽電站采用的阿爾斯通水輪機單機容量達700MW,轉輪直徑10.4米,為目前世界最大混流式機組之一。
發展曆程可追溯至1827年法國工程師Benoit Fourneyron發明的第一台實用反擊式水輪機。隨着流體力學理論進步,現代設計已實現三維流動模拟和疲勞壽命預測。美國機械工程師協會(ASME)發布的《水力機械設計規範》為此類設備提供了權威技術标準。
在學科交叉領域,清華大學熱能工程系的研究表明,水輪機空蝕現象與流體空化數存在非線性關系,這為葉片材料選擇提供了理論依據。國際标準化組織ISO/TC 115技術委員會專門負責制定水力機械國際标準。
水力輪機(通常稱為水輪機)是将水流的能量轉換為機械能的動力裝置,是水力發電的核心設備。以下是其詳細解釋:
水輪機屬于水力原動機,通過水流沖擊或壓力變化驅動轉輪旋轉,将水能轉化為機械能,再通過發電機轉化為電能。其能量轉換過程分為兩步:
根據水流能量轉換方式,水輪機分為兩大類:
沖擊式水輪機(Impulse Turbine)
反擊式水輪機(Reaction Turbine)
水輪機主要包含以下組件:
如需進一步了解具體型號或技術參數,可參考權威文獻或工程案例。
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