一种高水头转轮叶片自动修型方法

技术特征：
1.一种高水头转轮叶片自动修型方法，其特征是，包括以下步骤：s1：根据已有转轮型号建立模型转轮数据库；s2：以b-tree数据结构形式建立转轮型号搜索树模型；s3：经过水电站数据分析和转轮计算得到s1数据库所包括的信息，通过转轮型号搜索树模型在数据库中进行转轮的选型。2.根据权利要求1所述的一种高水头转轮叶片自动修型方法，其特征是，所述s1中的数据库包括以下信息：转轮型号、最小水头、最大水头、最大允许吸出高度、最优单位转速、最优单位流量、转轮直径和转轮效率。3.根据权利要求2所述的一种高水头转轮叶片自动修型方法，其特征是，所述s2的具体步骤为：s21：建立水头节点，节点的数目由数据库中的最小水头和最大水头决定：每个型号的转轮都有允许的最小水头h
min
和最大水头h
max
，每一个水头节点是一个范围，每一种转轮型号的最小水头和最大水头组成一个水头范围，把水头范围相同的转轮型号合在一个水头节点里面，再根据水头节点里面的转轮最大允许吸出高度值分支得到下一级的节点；s22：建立最大允许吸出高度的节点，为水头节点的子节点，节点的数目由水头节点的数目和数据库中的最大允许吸出高度决定：每一个转轮型号都有一个特定的最大允许吸出高度值，在水头范围相同的转轮型号里面，再把最大允许吸出高度值相同的转轮型号合在一个节点里面，形成最大允许吸出高度值节点；计算公式如下：立式机组：式中，h
s
为海拔高程、为正常下游尾水位、k为安装系数、σ为水轮机汽蚀系数、h
r
为额定水头以及b
o
为导叶相对高度；卧式机组：等式右边从左到右的参数依次为：h
s
为海拔高程、为正常下游尾水位、k为安装系数、σ为水轮机汽蚀系数、h
r
为额定水头以及d1为转轮直径；s23：建立最优单位转速的节点，为最大允许吸出高度值节点的子节点，节点的数目由最大允许吸出高度值节点的数目和数据库中的最优单位转速决定：每一个转轮型号都有一个特定的最优单位转速值，在最大允许吸出高度值相同的转轮型号里面，再把最优单位转速值相同的转轮型号合在一个节点里面，形成最优单位转速值节点，最优单位转速计算公式：式中，n为最优单位转速、n
11
为转轮模型单位转速、h
r
额定水头和d1为转轮直径；s24：建立最优单位流量节点，为最优单位转速节点的子节点，节点的数目由最优单位转速节点的数目和数据库中的最优单位流量决定：每一个转轮型号都有一个特定的最优单位流量值，在最优单位转速值相同的转轮型号里面，再把最优单位流量值相同的转轮型号
合在一个节点里面，形成最优单位流量值节点，最优单位流量计算公式：式中，q为最优单位流量，q
11
为额定工况单位流量、d1为转轮直径以及h
r
为额定水头；s25：建立转轮直径节点，为最优单位流量节点的子节点，节点的数目由最优单位流量节点的数目和数据库中的转轮直径决定：每一个转轮型号都有一个转轮直径d1限定值，实际设计的时候转轮直径不得小于该值，并且考虑到整机重量不宜太大，设计时的转轮直径值应该不要超过改值太多，在最优单位流量值相同的转轮型号里面，再把转轮直径值相同的转轮型号合在一个节点里面，形成转轮直径节点，转轮直径d1的计算公式为：式中，p
r
为水轮机额定功率、q
11
为额定工况单位流量、h
r
为水电站额定水头以及η为转轮效率；s26：建立转轮效率节点，为转轮直径节点的子节点，节点的数目由转轮直径节点的数目和数据库中的转轮效率决定：每一个转轮型号都有一个得到的效率值，在其他条件都满足的条件下选择效率值更高的转轮型号，计算公式为：η＝η1 δη式中，η为转轮效率，η1为转轮模型效率、δη为效率修正值；s27：在转轮效率节点下显示出经过上述步骤筛选后满足要求的所有转轮型号。4.根据权利要求3所述的一种高水头转轮叶片自动修型方法，其特征是，所述s3的具体步骤为：s31：以水头节点区间能否完全覆盖最大水头和最小水头为依据判断符合的水头节点，判断好之后往该节点的下一级子节点方向判断最大允许吸出高度节点；s32：以最大允许吸出高度是否小于节点处的最大允许吸出高出值为依据选择最大允许吸出高度节点，如果一个节点满足条件，则往该节点的下一级子节点方向继续判断并接着判断该级是否有下一个满足的节点，若该节点不满足条件，则直接判断同一级的其他节点；s33：以最优单位转速节点处的值是否在单位转速值的范围内为依据判断满足条件的节点，如果一个节点满足条件，则往该节点的下一级子节点方向继续判断并接着判断该级是否有下一个满足的节点，若该节点不满足条件，则直接判断同一级的其他节点；s34：以最优单位流量节点处的值是否在单位流量值的范围内为依据判断满足条件的节点，如果一个节点满足条件，则往该节点的下一级子节点方向继续判断并接着判断该级是否有下一个满足的节点，若该节点不满足条件，则直接判断同一级的其他节点；s35：以转轮直径节点处的值是否在转轮直径值的范围内为依据判断满足条件的节点，如果一个节点满足条件，则往该节点的下一级子节点方向继续判断并接着判断该级是否有下一个满足的节点，若该节点不满足条件，则直接判断同一级的其他节点；s36：满足其他情况条件下选择效率节点处效率值更高的转轮型号，输出的转轮型号可以有多个，供设计人员参考其他参数选择最优转轮。

技术总结
本发明是为了克服现有的转轮自动选型方案中通过自动判断满足水头条件的转轮型号值后人工进行对比和选择最合适的水头，对于转轮型号数目较为庞大的设计过程来说效率过低的问题，提供一种高水头转轮叶片自动修型方法，实现转轮选型过程的准确性和高效性，选择更全面的选型参考参数，以B-Tree数据结构形式构建转轮型号搜索树可以正确、快速地判断转轮的参考参数是否符合计算条件，最终实现转轮的快速自动选型；本发明的技术方案为，根据已有转轮型号建立模型转轮数据库；以B-Tree数据结构形式建立转轮型号搜索树模型；经过水电站数据分析和转轮计算得到S1数据库所包括的信息，通过转轮型号搜索树模型在数据库中进行转轮的选型。型。型。


技术研发人员：童哲铭 杨忠琴
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2021.11.22
技术公布日：2022/4/22