水輪機(jī)的工作原理是將水流動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的動(dòng)力機(jī)械,是一種流體機(jī)械中的透平機(jī)械?,F(xiàn)代水輪機(jī)主要應(yīng)用于水電行業(yè)、冷卻塔行業(yè)等等。用來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。還可以將電力驅(qū)動(dòng)改為水力驅(qū)動(dòng)。在水電站中,上游水庫中的水經(jīng)引水管引向水輪機(jī),推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。作完功的水則通過尾水管道排向下游。水頭越高、流量越大,水輪機(jī)的輸出功率也就越大。
水輪機(jī)的種類有很多,按照工作原理可分為沖擊式水輪機(jī)和反擊式水輪機(jī),二者的區(qū)別并不大,現(xiàn)代主要是應(yīng)用于二個(gè)行業(yè)當(dāng)中,一個(gè)是水電站,還有一個(gè)是冷卻塔行業(yè),因?yàn)樗啓C(jī)是新型節(jié)能塔必不可缺的核心物品。沖擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪受到水流的沖擊而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流的壓力不變,主要是動(dòng)能的轉(zhuǎn)換;反擊式水輪機(jī)的轉(zhuǎn)輪在水中受到水流的反作用力而旋轉(zhuǎn),工作過程中水流的壓力能和動(dòng)能均有改變,但主要是壓力能的轉(zhuǎn)換。
沖擊式水輪機(jī)又分為兩種,斜擊式和切擊式。斜擊式水輪機(jī)的結(jié)構(gòu)與切擊式水輪機(jī)基本相同,只是射流方向有一個(gè)傾角,只用于小型水輪機(jī)組。
以前的沖擊式水輪機(jī)由于動(dòng)能損耗大,效率低,改造后的水輪機(jī)將水流的能量高效率的轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚偕淞鞯膭?dòng)能。經(jīng)過理論分析,水斗結(jié)圓處的圓周速度為射流速度的一半時(shí),效率最高。最高超過以前的效率91%。
反擊式水輪機(jī)又分為四大類:混流式、軸流式、斜流式和貫流式。各個(gè)類型的水輪機(jī)應(yīng)用不同,但是目前所有的水輪機(jī)基本都是應(yīng)用于二個(gè)行業(yè)當(dāng)中,一個(gè)是水力發(fā)電站,一個(gè)是冷卻塔。
水輪機(jī)的基本組成部分有四大件:
1、泄水部件,泄水部件由泄水錐、尾水管組成,其作用是引導(dǎo)水流進(jìn)入下游,尾水管同時(shí)還在轉(zhuǎn)輪后形成真空,利用轉(zhuǎn)輪出口到下游尾水之間的位能,恢復(fù)轉(zhuǎn)輪出口處的部分動(dòng)能損失,以提高效率。
2、工作部件,主要組成部件是轉(zhuǎn)輪,其作用是直接將水流能量轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。
3、導(dǎo)水部件,由導(dǎo)葉及其操作機(jī)構(gòu)、頂蓋、底環(huán)組成,其作用是調(diào)節(jié)進(jìn)入轉(zhuǎn)輪的流量和形成轉(zhuǎn)輪所需的環(huán)量。
4、引水部件,由引水室(蝸殼)、座環(huán)組成,它的作用是以較小的水力損失把水流均勻地、對(duì)稱地引入導(dǎo)水部件,并在進(jìn)入導(dǎo)葉前形成一定的環(huán)量。