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湖北省高等教育自学考试大纲

课程名称：水电站（含水利机械） 课程代码：02466

第一部分 课程性质与目标

一、本课程的性质与特点

水电站是水利水电工程专业的一门专业课。本课程是一门综合性、实践性很强的专业课程。水电站是水、机、电的综合体，其内容繁杂、涉及面广、系统性差。由于水利工程边界条件的复杂性，多数公式是在作了许多基本假定和简化处理后推导出来的，因此纯理论公式少，经验公式较多。

二、课程的目标与基本要求

通过本课程的学习，使学生获得有关水力机械和水电站建筑物的基本理论、基本知识与基本技能，训练和培养学生综合的思维方法及分析问题和解决问题的能力，为今后从事工程设计、施工、管理和科学研究等工作打下基础。

水电站建筑物空间结构复杂，尤其是厂房建筑物，层次多、设备及管道线路复杂，要求学生要有很强的立体概念和空间想象能力。

①. 了解水轮机的构造和工作原理，了解水轮机选型的步骤和方法。 ②. 掌握水电站的开发方式、组成建筑物及其功用。 ③. 掌握水电站各类进水口的特点、选用条件及设计原则。

④. 掌握引水建筑物的选线、布置原则、设计理论和压力前池的作用、构造及布置方式 ⑤. 深刻理解和掌握压力管道的类型、供水方式、经济直径的确定原则、压力钢管的构造、

应力分析方法。 ⑥. 熟悉调节保证计算的原理和方法、反击式水轮机水锤计算的特点，了解调压室的功用、

类型和适用条件，并掌握调压室的水位波动计算、稳定断面计算方法及水力计算条件。 ⑦. 熟悉并掌握主厂房布置设计用其轮廓尺寸的拟定及厂区布置的原则，了解厂房主要机电、辅助设备的布置，了解厂房内部各种结构的受力特点、计算原理和方法，了解其它类型厂房的特殊要求及设计原则。

三、本课程与其它课程的联系

本课程主要包括水力机械的基本知识，水电站的类型及组成建筑物，进水口及引水建筑物的布置设计，压力管道的布置及结构分析，水电站调节保证计算，调压室布置及水力计算原理，水电站厂房布置设计等内容。

本课程的重点是：水轮机的构造、安装高程的确定、选型计算、蜗壳和尾水管尺寸确定；进水口的布置和设计、引水系统布置和设计、水轮机的调节保证计算、厂房尺寸计算及设备布置；机墩结构设计。

本课程的难点是：水轮机的构造、汽蚀，水轮机的特性曲线及选型；作用在压力水管上的荷载的传递及应力分析；水锤波的传播及反射特性；调压室的水位波动计算；水电站厂房设备布置及机墩结构设计。

本课程涉及的主要技术基础课有：工程力学、水力学、水利水电规划、工程地质、土力学、水利工程制图、计算机语言等。

水力计算是在水力学知识的基础上讲授的；各种建筑物的结构设计，本课程只讲授荷载组合情况，其中涉及到土压力、水压力、水力计算、结构设计等方面的内容分别在土力学、水力学、结构力学中讲授，应注意有关内容的衔接。隧洞、渠道及渠系建筑物等内容在水工建筑物课程中讲授，本课程中只简单介绍水电站对这些建筑物的特殊要求。

第二部分 课程内容与考核目标 第一章 水轮机的类型、构造及工作原理

一、学习目的与要求

目的：掌握水轮机的基本类型、特点及其适用情况，各种水轮机的构造和工作原理。 能力培养要求：区分不同型式水轮机应用范围，掌握各类型水轮机主要结构特点。

二、考核知识点与考核目标：

（一）水轮机的主要类型（重点）

识记：反击式、冲击式水轮机的划分原则；

理解：混流式、轴流式、水斗式水轮机的概念及应用范围； 识记：斜梳式、贯流式、斜击式、双击式水轮机； （二）水轮机的工作参数（重点）

理解：水轮机的基本参数：水头、流量、转速、出力与效率的基本概念；

理解：水轮机特征水头概念，包括：最大工作水头、最小工作水头、设计水头和平均水头；

（三）水轮机的基本构造（重点）

理解：混流式、轴流式、水斗式水轮机的基本构造； 识记：斜流式、贯流式水轮机的基本构造； （四）水轮机的型号（次重点）

理解：水轮机型号的表示方法及各部分的含义以及各种水轮机标称直径的规定； （五）水流在反击式水轮机转轮中的运动（一般）

识记：水流在反击式水轮机转轮中的运动； （六）水轮机的基本方程式（一般）

应用：水轮机的基本方程为：为旋转机械能的平衡方程；

H?sg?U1Vu1?U2Vu2。方程的实质，由水流能量转换

（七）水轮机的效率及最优工况（重点）

理解：水轮机效率的概念；

理解：水轮机的最优工况的含义及出现最优工况的两个基本条件；

第二章 水轮机的蜗壳、尾水管及气蚀

一、学习目的与要求

目的：掌握蜗壳和尾水管的基本类型、特点及其适用情况，蜗壳和尾水管的水力计算及其尺寸确定，汽蚀的概念，水轮机吸出高度及安装高程的确定。

能力培养要求：确定蜗壳和尾水管的尺寸的能力，确定水轮机安装高程的能力。

二、考核知识点与考核目标：

（一）蜗壳的型式及主要参数选择

理解：蜗壳设计的基本要求；

识记：金属蜗壳、混凝土蜗壳的特点及适用条件； 应用：蜗壳的包角、断面形状、理解蜗壳的水力计算； （二）尾水管的作用、型式及其主要尺寸确定

理解：尾水管的作用；

应用：尾水管的型式，了解其主要尺寸的确定，了解尾水管的局部尺寸变动； （三）水轮机的气蚀及气蚀系数

识记：水轮机气蚀的物理过程、了解翼型气蚀、间隙气蚀、空腔气蚀、局部气蚀； 理解：气蚀系数的概念； 应用：掌握气蚀的防护措施； （四）水轮机的吸出高度和安装高程

理解：理解水轮机吸出高度的含义，理解水轮机安装高度的含义， 应用：掌握吸出高度的计算方法，掌握水伦机安装高程的计算方法。

第三章 水轮机的特性及选型

一、学习目的与要求

目的：掌握水轮机单位参数及比转速的概念，水轮机的效率修正和单位参数的修正方法，水轮机特性曲线的绘制，水轮机选型的方法。

能力培养要求：水轮机选型计算的能力。