尾水管的基本类型和优缺点分析

1.直锥形尾水管

如图5-70所示，直锥形尾水管是一种简单的扩散型尾水管，广泛使用于中小型水电站中（转轮直径D1<0.5～0.8m）。它制造容易，因为在直锥形尾水管内部水流均匀，阻力小，所以其水力损失小，恢复系数ηw 比较高，一般可以达到83%以上。直锥形尾水管母线多是直线[图5-70（a）]，也有母线为曲线而使管子呈喇叭状[图5-70（b）]。

图5-70　直锥形尾水管

2.弯曲形尾水管

如图5-71所示，弯曲形尾水管用于大中型水电站的立式水轮机中。它由三部分组成，进口锥管A，肘管B 及扩散管C。进口锥管是一个竖直的圆锥扩散管。图5-72所示肘管是一个90°的弯管，它的进口断面为圆形，出口断面为矩形。出口扩散管是一个水平放置的断面为矩形的扩散管。这种尾水管的锥管段里衬由制造厂提供，尾水管在现场用钢筋混凝土完成。在大中型电站的立式水轮机中，如采用直锥形尾水管，由于管子长，需将下游控制得很深，大大增加土建工程量，以致实际上不可能实现，所以必须采用弯肘形尾水管。在这种尾水管中，水流经过一段不长的直锥管后进入肘管，使水流变为水平方向，再经过水平的扩散段而流入下游。弯肘形尾水管增加了转弯的附加水力损失及出口水流不均匀性的水力损失，因此这种尾水管的恢复系数较直锥形尾水管低。

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图5-71　弯曲形尾水管

图5-72　肘管

1—锥面；2—水平圆柱面；3—垂直圆锥面；4—垂直面；5—斜面；6—圆环面；7—上翘面

如图5-73所示，为小型卧式机组用的弯锥形尾水管，它由两部分组成，第一段为圆断面弯管，转弯角度一般为90°，第二段为竖直的圆锥管段。弯管的形状比肘管简单，易于制造。但由于弯管为等断面，其中水流速度较大，所以其水力损失很大。此外，拐弯后速度分布不均匀，这就使得水流在直锥扩散管中流动状态恶化，故其回能系数较弯肘形尾水管的小，一般在0.4～0.6之间。

图5-73　弯锥形尾水管