軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機(jī)模型
水輪機(jī)模型是將水能轉(zhuǎn)換為電能的綜合工程設(shè)施，又稱(chēng)水電廠(chǎng)模型。它包括為利用水能生產(chǎn)電能而興建的一系列水電
站建筑物模型及裝設(shè)的各種水電站設(shè)備。利用這些建筑物集中天然水流的落差形成水頭，匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量
，并將它輸向水輪機(jī)，經(jīng)水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)，將集中的水能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)變壓器、開(kāi)關(guān)站和輸電線(xiàn)路等
將電能輸入電網(wǎng)。有些水電站除發(fā)電所需的建筑物外，還常有為防洪、灌溉、航運(yùn)、過(guò)木、過(guò)魚(yú)等綜合利用目的服務(wù)
的其他建筑物。這些建筑物的綜合體稱(chēng)水電站樞紐或水利樞紐。

小型混流式水輪機(jī)模型試驗(yàn)臺(tái)
混流式水輪機(jī)模型試驗(yàn)臺(tái)水力布置：
構(gòu)建的試驗(yàn)臺(tái)用于貫流式水輪機(jī)。根據(jù)通用試驗(yàn)臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)使用上下游兩個(gè)大水罐，上下游兩個(gè)小水罐，軸流泵，真空泵，壓縮機(jī)等設(shè)備，組建成試驗(yàn)回路?？紤]到室內(nèi)結(jié)構(gòu)及人員通行需要，現(xiàn)有試驗(yàn)室可用的布置空間為8.5m×5.3m。鑒于試驗(yàn)需求和試驗(yàn)室空間的限制，在通用試驗(yàn)臺(tái)基礎(chǔ)上做了如下改進(jìn)：
（1）將模型水輪機(jī)與主水泵的位置互換，且保持現(xiàn)有水流的方向；
（2）放棄開(kāi)挖水池，只提供閉合水路的試驗(yàn)；
（3）模型水輪機(jī)和流量計(jì)在同一段直水路上，流量計(jì)在模型水輪機(jī)上游側(cè)，其上下游側(cè)有足夠長(zhǎng)的直管以測(cè)得流量的精度；
（4）除了兩個(gè)大蓄水罐，在矩形水路的另兩個(gè)拐角增加兩個(gè)一半大的小水罐，以穩(wěn)定流量計(jì)和模型水輪機(jī)上下游的水流；
（5）立面上，從上游小水罐到下游小水罐之間的水路具有1:100 的坡度。
流道中采用的管件標(biāo)稱(chēng)直徑DN主要有150mm和200mm。管道與水罐之間、管件之間的布置及連接方式均遵循利于穩(wěn)定水流及降低水頭損失為原則，同時(shí)也考慮到經(jīng)費(fèi)限制，在水罐的出口處均以錐形口連接水管，除了水輪機(jī)工作流道外，管道之間以平面對(duì)焊鋼制管法蘭連接；水輪機(jī)流道各管采用凹凸面對(duì)焊鋼制管法蘭連接以封水和流道同軸度，了水輪機(jī)工作時(shí)擁有較好的流動(dòng)狀態(tài)。
水輪機(jī)工作流道，即從上游小水罐起到下游小水罐為止，距離較長(zhǎng)，為了今后清潔和維修水輪機(jī)時(shí)拆卸方便，水輪機(jī)出口和尾水管之間添置一個(gè)松動(dòng)法蘭（或稱(chēng)活套法蘭），類(lèi)似工程中為方便機(jī)組安裝、檢修和拆裝采用的伸縮節(jié)裝置。此處用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的“滑動(dòng)法蘭”。

水力發(fā)電水輪機(jī)模型實(shí)現(xiàn)功能：
本產(chǎn)品為大型動(dòng)態(tài)仿真模型，可實(shí)際通水實(shí)驗(yàn)，演示全過(guò)程與現(xiàn)實(shí)中的水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電過(guò)程完全相符，實(shí)驗(yàn)時(shí)，只
需按動(dòng)電鍵先給上水箱加水，再打開(kāi)水箱閥門(mén)即可進(jìn)行發(fā)電演示。既可以直接觀(guān)察水輪發(fā)電機(jī)組的各部分形狀與動(dòng)
態(tài)，又能觀(guān)察到水流通過(guò)各部分時(shí)的狀態(tài)。

小型混流式水輪機(jī)模型試驗(yàn)臺(tái)主要設(shè)備:
1．主水泵
一般選擇離心泵作為主水泵，并由直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)可控硅裝置實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，以達(dá)到調(diào)節(jié)試驗(yàn)水頭和試驗(yàn)流量的目的。在額定工況下，流量應(yīng)達(dá)到0.8~1.0m3/s 左右才能滿(mǎn)足貫流式水輪機(jī)模型試驗(yàn)的需要。通常主水泵的安裝高程應(yīng)低于尾水箱9~10m，以在尾水箱出現(xiàn)真空時(shí)，主水泵吸入端不發(fā)生空化。根據(jù)本試驗(yàn)需要，上下游大水罐沒(méi)有高度差，并且試驗(yàn)用水頭主要通過(guò)水位以及上下游的壓縮機(jī)和真空泵來(lái)提供，故選用流量相對(duì)較大、水頭相對(duì)較小的軸流式水泵作為回水管上的主水泵。
2．壓力計(jì)
試驗(yàn)水頭分為靜水頭和動(dòng)水頭，靜水頭可用壓力計(jì)測(cè)量而得。常用的壓力計(jì)有液柱式、彈簧式、活塞式和電氣式四種。前三者均是將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬量信號(hào)輸出，若要在上位計(jì)中使用則還需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)、放大、濾波并由AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；而電氣式的可以直接輸出為可用的數(shù)字信號(hào)。由于試驗(yàn)需要，采用數(shù)字式壓力計(jì)可以實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)化測(cè)量，遂選擇電氣式壓力傳感器。分別均勻地安裝于水輪機(jī)進(jìn)口處和尾水管出口處斷面周長(zhǎng)上各8個(gè)，即共計(jì)16個(gè)傳感器，以便于均勻地測(cè)得斷面壓力值。
3．流量計(jì)
試驗(yàn)流量常用電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、葉輪式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)等測(cè)量。綜合各種流量計(jì)的成本及對(duì)水頭的影響程度等因素，本試驗(yàn)臺(tái)采用電磁流量計(jì)。電磁流量計(jì)的原理是應(yīng)用導(dǎo)電體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)又和流量大小成正比，通過(guò)測(cè)量電動(dòng)勢(shì)來(lái)反映管道流量。
為確保測(cè)量精確度，應(yīng)傳感器上游應(yīng)有不小于5倍管徑長(zhǎng)度的直管段，諸如錐管、孔板、閥門(mén)等設(shè)備，在它們距離傳感器5倍管徑以上時(shí)，其影響可以忽略不計(jì)。傳感器下游側(cè)應(yīng)不少于3倍管徑長(zhǎng)度的直管段。只要測(cè)量管內(nèi)的流速分布對(duì)稱(chēng)，電磁流量計(jì)的測(cè)量結(jié)果在原理上與流速分布無(wú)關(guān)。此時(shí)電磁流量計(jì)精度可達(dá)±0.15%。選擇電磁流量計(jì)采用公稱(chēng)直徑為150mm，所以其上游側(cè)設(shè)置為不少于750mm的直管，下游側(cè)設(shè)置不少于450mm的直管。