一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，属于水轮机技术领域，本实用新型专利技术为了解决无法观察到水轮机模型涡带向下游延展的程度及其形态的变化的问题。包括肘管本体，肘管本体从进口端至出口端呈先向下再向右设置的弯折状，肘管本体的弯折部外侧设置有两个阶梯孔，两个有机玻璃窗与两个阶梯孔一一对应密封配合，有机玻璃窗的内端面与肘管本体的内壁相适配。在水轮机模型的肘管本体弯折部外侧设置两个用于观察的有机玻璃窗，使观察尾水管涡带延展至肘管后的形态变化成为可能。管后的形态变化成为可能。管后的形态变化成为可能。
【技术实现步骤摘要】
一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构
[0001]本技术属于水轮机
，尤其涉及一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构。
技术介绍
[0002]水轮机作为一种清洁环保的能量转换机械，承担着将水能高效优质地转换成机械能的作用。
[0003]水力学是一门试验和理论紧密联系的科学。作为水力学在工程
最成功的应用之一，水轮机在其研发过程中也必须通过模型试验的方式来获得相应的性能参数以及发现水流运动引起的某些物理现象。
[0004]对于水轮机，特别是单调节水轮机而言，一旦偏离最优工况，就有可能在转轮出口端的尾水管中产生涡带。而涡带则呈现出随着运行工况的变化而变化的特点。一般规律为，越是偏离最优工况，涡带就会发展得越严重。绝大部分情况下，涡带会随着水流向下游方向延展，且呈现出涡带向下游延展得越长，涡带形状变化越剧烈，涡带导致的尾水管压力脉动就越严重。观察分析涡带向下游延展的程度及其形态的变化，对研究尾水管压力脉动的成因以及减弱乃至消除尾水管压力脉动导致的水轮发电机组的振动情况具有重要意义。
[0005]对于常规水轮机模型而言，过流部件通常均为金属材质，无法观察到水轮机模型非最优工况下涡带向下游延展的程度及其形态的变化，虽然有些水轮机模型采用透明材料制造尾水管的锥管部分，但也无法观察到涡带延展至肘管后的形态变化，这就极大地限制了研究者对尾水管涡带认识的全面性，也无形中为解决以尾水管压力脉动为表现的水轮机水力稳定性问题增加了难度。
技术实现思路
[0006]本技术的目的是提供一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，以解决无法观察到水轮机模型涡带向下游延展的程度及其形态的变化的问题。本技术所采用的技术方案如下：
[0007]一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，包括肘管本体，肘管本体从进口端至出口端呈先向下再向右设置的弯折状，肘管本体的弯折部外侧设置有两个阶梯孔，两个有机玻璃窗与两个阶梯孔一一对应密封配合，有机玻璃窗的内端面与肘管本体的内壁相适配。
[0008]进一步的，阶梯孔包括由外壁向内壁开设的沉台孔和通透孔，有机玻璃窗包括轴向相连的大圆柱部和小圆柱部，环形压盖与肘管本体通过螺栓相连，环形压盖将大圆柱部压在沉台孔的底面上，大圆柱部和沉台孔的底面通过密封圈密封配合，小圆柱部的外周与通透孔的内周相配合。
[0009]进一步的，大圆柱部和小圆柱部相同轴。
[0010]进一步的，环形压盖的内径大于等于小圆柱部的直径。
[0011]进一步的，小圆柱部的直径大于等于所述水轮机模型转轮出口的三分之一。
[0012]进一步的，环形压盖和大圆柱部的外端均圆周设有若干安装孔，若干螺栓一一对应依次穿过环形压盖的若干安装孔和大圆柱部的若干安装孔，并与沉台孔的底面相连。
[0013]进一步的，定义第一坐标系的三个坐标轴为X1、Y1和Z1，且原点为O1，肘管本体的出口端轴线与X1轴重合，肘管本体的进口端轴线与Y1轴重合，X1轴正向和Y1轴正向的角平分线为O1A，过O1A和Z1轴的平面为α，α与肘管本体的外壁相交形成曲线C1；
[0014]定义第二坐标系的三个坐标轴为X2、Y2和Z2，且原点为O2，肘管本体的进口端中心与O2重合，X2轴过O2左右设置、Z2轴过O2前后设置，X2轴负向和Z2轴正向的角平分线为O2B，X2轴负向和Z2轴负向的角平分线为O2D，过O2B和Y2轴的平面为β，过O2D和Y2轴的平面为γ，β与肘管本体的外壁相交形成曲线C2，γ与肘管本体的外壁相交形成曲线C3；
[0015]定义曲线C1分别与曲线C2和曲线C3在肘管本体的弯折部外侧相交于E和F，两个阶梯孔分别以点E和点F为中心垂直于肘管本体的内壁开设。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果在于：
[0017]1、在水轮机模型的肘管本体弯折部外侧设置两个用于观察的有机玻璃窗，使观察尾水管涡带延展至肘管后的形态变化成为可能；
[0018]2、设定了有机玻璃窗的位置，使观察到的肘管本体中尾水管涡带形态更具有可比性，便于后期的进一步研究；
[0019]3、在肘管本体上设置了两个有机玻璃窗，一个用于观察尾水管涡带形态，另一个用于向肘管本体内补光照明，提高了尾水管涡带观察的清晰度。
附图说明
[0020]图1是本技术的结构示意图；
[0021]图2是有机玻璃窗的安装示意图；
[0022]图3是阶梯孔的示意图；
[0023]图4是有机玻璃窗的结构示意图；
[0024]图5是本技术建立第一坐标系、确定α平面的示意图；
[0025]图6是本技术建立第二坐标系、确定β平面和γ平面的示意图；
[0026]图7是本技术确定C1、C2、C3、E和F的示意图。
[0027]图中：1
‑
肘管本体、2
‑
有机玻璃窗、3
‑
阶梯孔、4
‑
环形压盖、5
‑
密封圈、6
‑
沉台孔、7
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通透孔、8大圆柱部、9
‑
小圆柱部。
具体实施方式
[0028]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本技术的概念。
[0029]本技术所提到的连接分为固定连接和可拆卸连接，所述固定连接即为不可拆卸连接包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺栓连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认可在现有连接方式中找到至少一种连接方式实现该功能，本
领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择螺栓连接。
[0030]以下将结合附图，对本技术作进一步详细说明，以下实施例是对本技术的解释，而本技术并不局限于以下实施例。
[0031]实施例：如图1
‑
7所示，一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，包括肘管本体1，肘管本体1从进口端至出口端呈先向下再向右设置的弯折状，肘管本体1的进口端端面水平设置、出口端端面竖直设置，肘管本体1的弯折部外侧设置有两个阶梯孔3，两个有机玻璃窗2与两个阶梯孔3一一对应密封配合，有机玻璃窗2的内端面与肘管本体1的内壁相适配。
[0032]阶梯孔3包括由外壁向内壁开设的沉台孔6和通透孔7，有机玻璃窗2包括轴向相连的大圆柱部8和小圆柱部9，环形压盖4与肘管本体1通过螺栓相连，环形压盖4将大圆柱部8压在沉台孔6的底面上，大圆柱部8和沉台孔6的底面通过密封圈5密封配合，小圆柱部9的外周与通透孔7的内周相配合。
[0033]大圆柱部8和小圆柱部9相同轴。
[0034本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，其特征在于：包括肘管本体(1)，肘管本体(1)从进口端至出口端呈先向下再向右设置的弯折状，肘管本体(1)的弯折部外侧设置有两个阶梯孔(3)，两个有机玻璃窗(2)与两个阶梯孔(3)一一对应密封配合，有机玻璃窗(2)的内端面与肘管本体(1)的内壁相适配。2.根据权利要求1所述的一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，其特征在于：阶梯孔(3)包括由外壁向内壁开设的沉台孔(6)和通透孔(7)，有机玻璃窗(2)包括轴向相连的大圆柱部(8)和小圆柱部(9)，环形压盖(4)与肘管本体(1)通过螺栓相连，环形压盖(4)将大圆柱部(8)压在沉台孔(6)的底面上，大圆柱部(8)和沉台孔(6)的底面通过密封圈(5)密封配合，小圆柱部(9)的外周与通透孔(7)的内周相配合。3.根据权利要求2所述的一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，其特征在于：大圆柱部(8)和小圆柱部(9)相同轴。4.根据权利要求3所述的一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，其特征在于：环形压盖(4)的内径大于等于小圆柱部(9)的直径。5.根据权利要求4所述的一种带有观察窗的水轮机模型肘管结构，其特征在于：小圆柱部(9)的直径大于等于所述水轮机模型转轮出口的三分之一。6.根据权利要求5所述的一种带有观...
【专利技术属性】
技术研发人员：程晓阳，吴斌，王子石，刘子晴，杨栩，毛峰超，
申请(专利权)人：程晓阳，
类型：新型
国别省市：
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