水力發電為什麼不讓水流豎直下落衝擊發電機的葉片?

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水流不是衝擊發電機葉片的,因為發電機沒有葉片。

水輪機與發電機是兩個設備,這兩設備依靠同一條大軸相連。運行時,水流衝擊水輪機葉片,水輪機轉動從而帶動發電機轉動發電。

圖示一:立式水輪發電機結構圖。

題主的意思,可能是想問:水電廠為什麼不能像常見的木水車那樣,建一個大轉輪,利用直接下落的水流衝擊轉輪,達到發電的目的?

1、 其實,這樣的水輪機是有的。水輪機按能量轉換的工作特徵分有兩大類型,一種是衝擊式水輪機,另一種是反擊式水輪機。衝擊式水輪機使用噴嘴來噴動水輪機的葉片使其轉動。這種水輪機的代表者為水斗式水輪機。水斗式水輪機利用高程水頭落下的動能來做功,轉輪外形與工作狀態都很接近水車。

見圖示二:衝擊式水輪機工作示意圖。

2、 木水車轉動時需要的水能很小,與水輪機所需動能相差很大。水流若只是以自由下落的形態衝擊水輪機葉片,姑且不論其工作效率如何,散落而下的水流能不能衝動水輪機恐怕都是個問題。所以,為了有效地控制水能,設計者在水輪機的整體結構上加裝了一系列的控制器件如壓力水管、噴嘴等等部件。從而實現集中水能、加大水壓的目的。

見圖示三:臥式水輪發電機結構圖。

衝擊式水輪發電機結構相對簡單,容量小且以臥式為多;反擊式水輪發電機則相反:容量大且基本以立式為多。

我們用手去撥動風扇葉片使其轉動時,手指或手掌永遠只能觸動風扇葉片的一個點。衝擊式水輪機工作時也是一樣的道理:噴嘴噴射的水流永遠只能固定在某個或某幾個點的方向上工作。與同等水頭和工作輪直徑的反擊式水輪機的效率相比,衝擊式水輪機明顯處於劣勢。因為如前所述,衝擊式水輪機是以衝擊葉片的點來工作的,而反擊式水輪機的葉片是與水流全接觸的一一衝擊式水輪機只利用了水流的動能,而反擊式水輪機既利用了水的動能,也利用了水的勢能。

但衝擊式水輪發電機也有優勢,它可在甚至達千米以上落差的高水頭的地方建造且不用修建大壩等水工建築。現在的衝擊式水輪發電機也向大型化、立軸式發展了。


華暘出谷


首先我們明確一下水輪機與發電機的定義

發電機是將其他形式的能源轉換成電能的機械設備,它由水輪機、汽輪機、柴油機或其他動力機械驅動,將水流,氣流,燃料燃燒或原子核裂變產生的能量轉化為機械能傳給發電機,再由發電機轉換為電能。發電機的形式很多,但其工作原理都基於電磁感應定律和電磁力定律。因此,其構造的一般原則是:用適當的導磁和導電材料構成互相進行電磁感應的磁路和電路,以產生電磁功率,達到能量轉換的目的。

水輪發電機由轉子、定子、機架、推力軸承、導軸承、冷卻器、制動器等主要部件組成(見圖)。定子主要由機座、鐵芯和繞組等部件組成。定子鐵芯用冷軋硅鋼片疊成,按製造和運輸條件可做成整體和分瓣結構。水輪發電機冷卻方式一般採用密閉循環空氣冷卻。特大容量機組傾向於以水作為冷卻介質,直接冷卻定子。如同時冷卻定子和轉子則為雙水內冷水輪發電機組。

故不存在水流直接衝擊發電機葉片。希望有所幫助。水利水電工程設計員路過,需要規範、設計等私信


風陵渡遊


水力發電機,為什麼不讓水流豎直下落衝擊發電機的葉片,原理很簡旦,風車,現在的風力發電機,在風為不大的情況下,也能發電,葉片轉動,那麼水力發電機為什麼不讓水流豎直下落的原理應該清楚了,本質上是持續不斷的壓力差,對葉片的,作功,是最合適的,直水下落衝擊葉片,就象錘子落在葉片上,蓄水擠壓葉片轉動,才是最好最合算的輸出功力,哈哈。


哈灬哈66096005


這是一個比較好玩的問題。直觀印象中,水流從高處跌落,直接衝擊水輪發電機發電,肯定垂直衝擊是最好的啦。但是如果水流在空中自由下落,會與空氣發生混合,損失大量的能量。實際上,我們是通過壓力鋼管把水流從上游引到水輪機的,鋼管中的水流具有非常大的壓力。從初中物理我們知道:“加在密閉液體上的壓強,會被大小不變的向各個方向傳遞”。因此,鋼管中的水流方向不會影響到能量的轉換。如果鋼管採用豎直安裝,其巨大的重量壓在鋼管底部,基座會變得很龐大,安裝和檢修也很困難,因此實際工程中,鋼管都是順著山坡的地形鋪設,通過支墩分擔重量,通過鎮墩讓鋼管轉彎,這樣既方便施工安裝,又方便運行檢修,還非常經濟。


tianlooo


水豎直下落的情況你仔細觀察了嗎?從水龍頭噴湧而出,速度很快,一般來說,接水的盆相距一米以內,怎麼也看不出什麼細節。但如果高度更高,這時候現象非常明顯了,流下來的水逐漸變細,最終完全斷開!解釋的理由只需高中物理重力加速度!下落的水受加速度,速度越來越快;下端加快了,上端沒有這麼快;越往後越明顯,當上下兩端水的引力,不足以平衡小於下端加速度引發的重力增量,水斷開成兩個部分。下落的高度充分時,呈現的是無數斷開的水柱,和平常我們的印象完全不同!


袁飛2


你應該問的是為什麼不讓水流豎直下落衝擊發葉輪機的葉片吧。

讓我們看圖分析吧。


首先,我們如果把上圖水瓶比作蓄水壩,那麼,我們把水輪機放在A,B,C哪個點能它轉的最快呢?不用我說,大家都知道肯定是C點了,因為該點水的壓強最大(相比於A,B),對外做功的能力最大。

然後我們來討論讓水下落衝擊葉輪機的方案,如果在C點讓水下落,那麼葉輪機放哪裡?肯定在C點下面,而且你還得在C點做個90度的彎頭。大家想過沒有,既然能把葉輪機放在C點下面了,為什麼不直接在C點下面開一個口呢?
希望我說得清楚,能讓你明白。我先關注評論區前100個人。


勿擾請你


高中肄業的????

水利發電,是利用水的勢能帶動水輪機轉動,水輪機又帶動發電機轉動發電。

水輪機的葉片是有角度的,水通過專門的通道形成水柱以最佳的角度沖刷水輪機葉片。

我去過水電站,也到過發電機組廠房。深的地方在地下200多米,電梯下去約99層!!!那地方確實有點嚇人!到了機房,第一感覺就是吵!!!很吵!!!那個水輪機很大,感覺直徑得有10米!

水利發電成本低,後期幾乎只有人工成本和維護成本。就是前期投資比較大!


l行走天下


最早的水力發電設備和輪船都是你所說的輪式,後來技術進步都變成了螺旋槳結構,效率更高,能適應大規模水電站。

螺旋槳結構需要密封尺寸小,輪式只能一邊受力。

很多場合還可以繼續用輪式結構發電。架設簡單,成本低。


克外快


是水利學的要求。


霍小新69118075


水輪機所需的動力不是靠水流豎直流下可以的,所需要的是強大的水壓產生的動力!沒有足夠的水量和落差不行,也有山區小型電站為了提高水流壓力,利用地形高差用管道將水彙集,以接近垂直的角度衝下,以提高壓力,由於水量的限制,所產生的動力也有限。


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