Устройство для графического определения эксплуатационных характеристик гидротурбин Советский патент 1982 года по МПК G06G1/16 

1

. Изобретение относится к механическим средствам вычислительной техники и предназначено для использования при проектировании гидроэнергетических установок гидроэлектростанций.

Известны вычислительные устройства содержащие доску со шкалами и графиками и рейсшину с передвижным угольником, позволяющие решать различные задачи 1 и 2.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, решающее задачу паспортизации станочного оборудования З.

Недостатком этого устройства является невозможность использования его для проведения расчетов при проектировании гидротурбин.

Целью изобретения является снижение трудоемкости определения эксплуатационных характеристик путем исключения промежуточных построений.

Поставленная цель достигается тем,, что в устройстве для графического

определения эксплуатационных характеристик гидротурбин, содержащем плату со шкалами и графиками, рейсшину с кареткой, соединенную с помощью двух кулис с ппатой, жестко соединенную с кареткой вертикальную стойку, последняя снабжена подвижной консолью с косым пазом, в котором установлен прозрачный бегунок с угловыми визирными рисками, на рейсшине с помощью

10 многозвенного рычажного механизма закреплен интерполятор.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. .2 - графическая

15 и текстуальная части устройства; на фиг. 3 пример определения эксплуатационной характеристики турбины.

Устройство состоит из платы 1, j-jHa поверхности которой нанесена система шкал и графиков, представляющая геометрическое отображение математических выражений, позволяющих учесть масштабный эффект в гидротурбинах. К плате I с помощью левой кулисы 2 и правой кулисы 3 крепится рейсшина , положение которой фиксируется зажимом 5. Рейсшина 4 имеет передвижную каретку 6 с вертикальной стойкой 7 снабженной подвижной консолью 8, положение которой на стойке 7 закрепляется фиксатором 9. На косом пазе 10 консоли 8 подвиж но установлен прозрачный бегунок 11 с угловыми визирными рисками 12. К рейсшине k закреплен с помощью многозвенного рычажного механизма 13 интерполятор I с поворотной стрелко IS. В основу работы устройства положе но геометрическое отображение учета масштабного эффекта в гидротурбинах. Это отображение представляет собой расположенную на плате 1 систему шка и графиков. На плат.е 1 нанесена совокупность (фиг. 2) следующих шкал и графиков, позволяющих учесть масштабный эффект в гидротурбинах и определить коэффициент полезного действия турбины и высоту ее отсасывания: шкала D (с вертикальной сеткой) значений диаметров рабочего класса модели 0,46-1,0 м; сетка наклонных прямых Hf,j значений напора модели 3,5-20 м; наклонная шкала Н. значений напора турбины -600 м; горизонтальная шкал Н (с вертикальной сеткой) значений напора Ц-600 м (соответствует исходным значениям Н. ,0 м и DJJH 0,6 м) ; сетка наклонных прямых D значений стандартных диаметров рабочего колеса турбины 1,,6 м; шка ла с вертикальной сеткой t°C температуры воды для условий модели и на туры 0°С - 35°С; серия кривых X зна чений доли пересчитываемых потерь 0,75-0,25; вертикальная шкала },.vi 1 |,с горизонтальной сеткой для и наклонной для ч) значений коэффи циента полезного действия модели и турбины 72-9б,5о; наклонная шкала знамений коэффициента кавитации 0,01-1,0; вертикальная шкала 6 Н (с горизонтальной сеткой) значений 5-30 м. Для радиальноосевых турбин показаны зоны их применения по напо ру и относительная высота направляю щего аппарата. Кроме того, имеется график I для определения барометрического давлеия в зависимости от геодезической тметки, на которой располагается абочее колесо турбины, а также граик IJ для определения величины давения парообразования в зависимости т температуры воды. Коэффициент полезного действия турбины определяется по маршруту .0-.1-.2-.3..5-.6-.7-.8-.9. Указанные точки, соответственно, определяются значениями диаметра рабочего колеса модели (0,6 м) и напора модели (12 м), напора турбины (И8 м), диаметра рабочего колеса турибны С, м), температур воды на модели (15°С) и на турбине (2S°), доли пересчитываемых потерь (0,6), коэффициента полезного действия модели (86,8) и искомого коэффициента полезного действия турбины (91%) . Для иных исходных данных определение коэффициента полезного действия турбины производится аналогично, для чего необходимо с помощью указанных конструктивных элементов пройти .параллельно указанному маршруту ,.0-.1-.2-.3-.«-.5-.6-,7-.8-.9. На фиг. 3 показан пример графического определения эксплуатационной характеристики турбины.,По маршрутам, аналогичным маршруту .0-. 1-.2-.3-..5-.6-.7-.8-.9-.9-. Ю-.Э , отображаются на мощностной эксплуатационной характеристике линии равных коэффициентов полезного действия турбины, а по маршрутам, аналогичным маршруту .11-.12-.13 (на графике Т) .U-.15-.16 (на графике П) . 17-. 18-. 19-. . 19, линии равных высот отсасывания турбины. Отсчет и перенос этих точек производится с помощью рейсшины Ц, каретки 6 с вертикальной стойкой 7, консоли 8 с бегунком 11. Если точка попадает между линией графич ов, то отсчет ее значения производится с помощью интерполятора 1. Таким образом, предлагаемое устройство позволит только на основе ис ходных данных, без промежуточных построений определять эксплуатационные характеристики модели. Формула изобретения Устройство для графического определения эксплуатационных характеристик гидротурбин, содержащее плату со шкалами и графиками, рейсшину с кареткой, соединенную с помощью двух кулис с платой, жестко соединенную с кареткой.вертикальную стойку, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости определения эксплуатационных характеристик путем исключения промежуточных постро ений, вертикальная стойка снабжена подвижной консолью с косым пазом, в (Котором установлен прозрачный бегунок с угловыми визирными рисками, на 9 20 6 рейсшине с помощью многозвенного рычажного механизма закреплен интерполятор . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N , кл. G 06 G 1/16-, опублик. 1970, 2.,. .Патент ФРГ Н 2502000, кл. G Об G 1/16, опублик. 1973. 3. Авторское свидетельство СССР № 32211, кл. G 06 G 1/16, 193 (прототип) . Номограима учета масмтадного эсрФекта Нт-напор турбины {м ШШ 200 ЮО 5S 20 W 5 50 O.tb Of 0,81,0 . 2 График I 7 - отметка установки /ni/p$mt / ti too 500 WOO 2Ш .%т 36 . ,мМ

Г/todHcifi униб€рса/1ьнай (арсгктеристина моде/tu гидротурбины

Зксп/1усетационно(Я харантеристиксг идротур5ины

фиг.З

100 120 WQ NJ- -мощность тур5ииы В1