当前课程知识点：流体机械基础 > 第12讲 流体机械标准化与工业流程 > 12.7 流体机械工业流程 > Video
下面我们继续了解
流体机械的工业化流程
工业化流程可简单的
概括为规划 设计 研发
制造 安装 运行六项
首先说说规划
指的是国家水利部等
有关部门制定的比较全面
长远的发展计划
是对未来整体性、长期性
基本性问题的思考和考量
设计未来整套行动的方案
例如已建的三峡工程
预建的长江上游工程
（白鹤滩电站 西藏大拐弯电站）
在这些电站建设前期
都经历一个漫长
细微的考察研究过程
国家会对整个工程造价
工程布置方案
以及建成后对环境
经济的影响
都要做出详细的评估
那么由谁来
具体完成这项工作呢
那就是国家的勘察设计院
每个省每个县
也都有勘察设计院
例如华东设计院
仅员工就2万多人
他们的分工也有所不同
如前期的地质勘探
用来完成初步方案设计
（工程的地理布置方案）
中期详细设计
电站的整体设计（级别
多少MW 采用多少台机组
采用什么样的水轮机发电等）
工程造价 经济性评估
能产生多少社会经济效益
（发电量）评估等
大型电站需要完成
国家规定的能评和环评
对于同一个工程
方案并非由一家完成
例如南水北调的
中线 东线 西线工程
不同设计院提出不同的方案
提交后由相关的评审委员会
对其进行审查
优秀的方案通过后
该工程才会进入下一个流程
设计 即项目的实施
为保证质量和经济性 我国通常
采用招投标的方法
将设计需求发给应标的厂家
对投标的方案进行技术
和商务的双向评估
得到最优结果
厂家在拿到任务后
就开始进行水电站机组
各部件的详细设计了
随着社会进步
目前基本上都使用计算机
软件进行辅助三维设计
如图所示流程
首先会根据已知的设计参数
及特殊需求 进行分析计算
根据计算结果
同时参照产品数据库
得出部件产品数据
再根据数据绘制各部件的
三维模型 完成后
各部件进行装配
完成干涉检查
如不满足要求则修改
问题部件模型 重新装配
满足要求则进入到
总体结构设计
总体布置设计及各个
性能参数确定这一步
之后在相关软件的
辅助分析下进行
基于实体模型的
有限元模型的建立
完成各部件的动力学分析
刚强度分析等工作
根据它的结果进行优化设计
对优化的多个方案比较分析
如果满足设计需求
则完成了该阶段工作
如果不满足 则需
重新确定各部件类型
性能参数这一步 重新开始
设计工作已经完成了
各部件不是已经设计好了吗
其实不然 这仅仅是
完成了各部件大致结构
和相互的配套工作
水力机械的关键部件
例如转轮 流道部分
是需要进行特殊设计的
即我们说的流道研发
同一个型号转轮
如果其匹配的
其他流道尺寸不同
可能它的效率和运行性能
就会有很大的差别
那研发我们需要
进行哪些工作呢
例如转轮和流道研发
我们会首先建立
优化对象的三维物理模型
通过CFD计算分析
逐步优化流道和转轮叶片形状
并进行暂态过程 动力特性
疲劳与生命周期预测
安全运行性能的分析等工作
来确认流道的整体设计
大型电站 往往还要开展
模型试验来确认设计
不同单位研发阶段得到的
最优方案 还会到第三方的
试验台进行同台对比试验
优胜者的研发方案
才会进入到投产阶段
还需要进行整体的瞬态多相流动分析
和多场耦合性能分析
从而得到更优的方案
进一步确认所有零部件设计
接着呢开始制造
目前的制造工艺已经相当先进
大都使用数控机床
进行产品的加工
我国拥有世界上最大的
七轴六联动螺旋桨加工机床
目前可以加工直径11米的转轮
转轮翼型的加工难度最大
必须与3D造型图纸完全吻合
加工越精细 其表面就越光滑
一般要求接近镜面的效果
除了数控机床
3D打印技术也日趋成熟
3D打印（3DP)是一种
以三维数字模型文件为基础
运用粉末状金属
或塑料等可粘合材料
通过逐层打印的方式
来构造物体的技术
在水力机械行业
3D打印技术已广泛
应用于转轮模型的制造
大尺寸转轮的3D打印
还拭目以待
产品制造完毕
接下来就是安装工作
水电站水轮机质量大
体积大 安装精度要求高
安装难度大 安装施工
需要各方面的配合
水轮机的安装质量直接影响
水电站能否安全高效运行
所有部件安装好后
电站正式投入运行
这时 就不像安装时
需要较多的人力物力
电站的运行维护
仅需要少量的人员
按照既定规程操作
国外小型电站几乎达到了
闭站无人运行状态
我国三峡水电站的全部
运营人员也就两三百人
水电站良好的运行
不仅能保证稳定的发电量
还可以延长机组的使用寿命
以及风险的规避
如图所示
根据电站的实际运行状态
及仿真模拟成果
我们划分了机组的过渡运行区
禁止运行区和安全运行区
用来指导电站的运行调度
确保机组长期安全高效运行
-1.1 流体机械定义
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-1.2 流体机械分类
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-1.3 水轮机工作过程概述
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-1.4 泵与风机工作过程概述
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-1.5 其他流体机械工作过程概述
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-1.6 流体机械工程应用
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-参考文献
--html
-第一讲习题--作业
-2.1 流体机械的主要性能参数
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-2.2 转轮内部的典型流态
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-2.3 速度三角形
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-2.4 工况发生变化时速度三角形分析
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-2.5 欧拉方程
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-参考文献
--html
-第二讲习题--作业
-3.1 水轮机过流部件工作原理
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-3.2 泵与风机过流部件工作原理
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-3.3 机组能量传递过程与效率分析
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-3.4例题分析
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-参考文献
--html
-第三讲习题--作业
-4.1 空化的定义与分类
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-4.2 空化余量与空化系数
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-4.3 吸出高度与安装高程
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-4.4 空蚀现象与类型
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-4.5 空化空蚀的危害及防护
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-参考文献
--html
-第四讲习题--作业
-5.1 泥沙磨损基本概念
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-5.2 泥沙磨蚀基本概念
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-5.3 流体机械磨损磨蚀现象
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-5.4 流体机械常见抗磨措施
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-5.5 腐蚀基本概念
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-5.6 流体机械腐蚀现象及防腐措施
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-参考文献
--html
-第五讲作业--作业
-6.1 流动相似概述
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-6.2 常用相似准则数
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-6.3 流体机械的相似准则分析
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-6.4 流体机械单位参数与相似换算
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-6.5 综合相似判别数——比转速
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-6.6 相似准则的工程应用
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-参考文献
--html
-第六讲作业--作业
-7.1 特性曲线概述
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-7.2 模型试验
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-7.3 典型模型机组综合特性曲线
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-7.4 水轮机运转特性曲线
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-7.5 水轮机的选型计算
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-第七讲作业--作业
-8.1 流体机械多相多组分非定常流动概述
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-8.2 二次流动现象
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-8.3 动静干涉
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-8.4 脱流
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-8.5 间隙流动
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-8.6 叶道涡
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-8.7 卡门涡
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-8.8 尾水管涡带
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-8.9 泵的旋转失速
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-8.10 泵的喘振
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-8.11 压力波传递与叠加
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-参考文献
--html
-第八讲作业--作业
-9.1 流体机械四象限特性概述
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-9.2 水泵水轮机全特性曲线
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-9.3 水泵水轮机典型工况流动现象
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-9.4 水泵水轮机调相运行工况流动现象
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-9.5 双向潮汐机组复杂运行工况认识
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-参考文献
--html
-第九讲作业--作业
-10.1 流体机械在管网系统中的工作特性
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-10.2 流体机械暂态运行过程
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-10.3 调节系统与调速器
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-10.4 改善流体机械暂态运行性能工程措施
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-参考文献
--html
-第十讲作业--作业
-11.1 流体机械多场耦合特性概述
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-11.2 转轮流固耦合特性
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-11.3 轴承热流固耦合特性
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-11.4 轴系多场耦合特性
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-参考文献
--html
-第十一讲作业--作业
-12.1 标准化概述
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-12.2 流体机械行业标准
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-12.3 水轮机型号
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-12.4 泵型号
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-12.5 风机型号
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-12.6 阀门型号
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-12.7 流体机械工业流程
--Video
-12.8 流体机械质量监督
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-参考文献
--html
-第十二讲作业--作业
-13.1 空化、通（补）气、压力脉动与安装高程
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-13.2 压力脉动与水锤
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-13.3 智能流体机械
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-13.4 流体机械及工程学科知识体系与学术交流
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