2021年湖北自考水電站（含水利機(jī)械）課程考試大綱

第一部分  課程性質(zhì)與目標(biāo)
一、本課程的性質(zhì)與特點(diǎn)

水電站是水利水電工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課。本課程是一門(mén)綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)課程。水電站是水、機(jī)、電的綜合體，其內(nèi)容繁雜、涉及面廣、系統(tǒng)性差。由于水利工程邊界條件的復(fù)雜性，多數(shù)公式是在作了許多基本假定和簡(jiǎn)化處理后推導(dǎo)出來(lái)的，因此純理論公式少，經(jīng)驗(yàn)公式較多。

二、課程的目標(biāo)與基本要求
通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得有關(guān)水力機(jī)械和水電站建筑物的基本理論、基本知識(shí)與基本技能，訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生綜合的思維方法及分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，為今后從事工程設(shè)計(jì)、施工、管理和科學(xué)研究等工作打下基礎(chǔ)。
水電站建筑物空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是廠房建筑物，層次多、設(shè)備及管道線(xiàn)路復(fù)雜，要求學(xué)生要有很強(qiáng)的立體概念和空間想象能力。
①.了解水輪機(jī)的構(gòu)造和工作原理，了解水輪機(jī)選型的步驟和方法。
②.掌握水電站的開(kāi)發(fā)方式、組成建筑物及其功用。
③.掌握水電站各類(lèi)進(jìn)水口的特點(diǎn)、選用條件及設(shè)計(jì)原則。
④.掌握引水建筑物的選線(xiàn)、布置原則、設(shè)計(jì)理論和壓力前池的作用、構(gòu)造及布置方式
⑤.深刻理解和掌握壓力管道的類(lèi)型、供水方式、經(jīng)濟(jì)直徑的確定原則、壓力鋼管的構(gòu)造、應(yīng)力分析方法。
⑥.熟悉調(diào)節(jié)保證計(jì)算的原理和方法、反擊式水輪機(jī)水錘計(jì)算的特點(diǎn)，了解調(diào)壓室的功用、類(lèi)型和適用條件，并掌握調(diào)壓室的水位波動(dòng)計(jì)算、穩(wěn)定斷面計(jì)算方法及水力計(jì)算條件。
⑦.熟悉并掌握主廠房布置設(shè)計(jì)用其輪廓尺寸的擬定及廠區(qū)布置的原則，了解廠房主要機(jī)電、輔助設(shè)備的布置，了解廠房?jī)?nèi)部各種結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)、計(jì)算原理和方法，了解其它類(lèi)型廠房的特殊要求及設(shè)計(jì)原則。
三、本課程與其它課程的聯(lián)系
本課程主要包括水力機(jī)械的基本知識(shí)，水電站的類(lèi)型及組成建筑物，進(jìn)水口及引水建筑物的布置設(shè)計(jì)，壓力管道的布置及結(jié)構(gòu)分析，水電站調(diào)節(jié)保證計(jì)算，調(diào)壓室布置及水力計(jì)算原理，水電站廠房布置設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
本課程的重點(diǎn)是：水輪機(jī)的構(gòu)造、安裝高程的確定、選型計(jì)算、蝸殼和尾水管尺寸確定；進(jìn)水口的布置和設(shè)計(jì)、引水系統(tǒng)布置和設(shè)計(jì)、水輪機(jī)的調(diào)節(jié)保證計(jì)算、廠房尺寸計(jì)算及設(shè)備布置；機(jī)墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本課程的難點(diǎn)是：水輪機(jī)的構(gòu)造、汽蝕，水輪機(jī)的特性曲線(xiàn)及選型；作用在壓力水管上的荷載的傳遞及應(yīng)力分析；水錘波的傳播及反射特性；調(diào)壓室的水位波動(dòng)計(jì)算；水電站廠房設(shè)備布置及機(jī)墩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
本課程涉及的主要技術(shù)基礎(chǔ)課有：工程力學(xué)、水力學(xué)、水利水電規(guī)劃、工程地質(zhì)、土力學(xué)、水利工程制圖、計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等。
水力計(jì)算是在水力學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上講授的；各種建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本課程只講授荷載組合情況，其中涉及到土壓力、水壓力、水力計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容分別在土力學(xué)、水力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)中講授，應(yīng)注意有關(guān)內(nèi)容的銜接。隧洞、渠道及渠系建筑物等內(nèi)容在水工建筑物課程中講授，本課程中只簡(jiǎn)單介紹水電站對(duì)這些建筑物的特殊要求。
第二部分  課程內(nèi)容與考核目標(biāo)
第一章  水輪機(jī)的類(lèi)型、構(gòu)造及工作原理
一、學(xué)習(xí)目的與要求
目的：掌握水輪機(jī)的基本類(lèi)型、特點(diǎn)及其適用情況，各種水輪機(jī)的構(gòu)造和工作原理。
能力培養(yǎng)要求：區(qū)分不同型式水輪機(jī)應(yīng)用范圍，掌握各類(lèi)型水輪機(jī)主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)：
（一）水輪機(jī)的主要類(lèi)型（重點(diǎn)）
識(shí)記：反擊式、沖擊式水輪機(jī)的劃分原則；
理解：混流式、軸流式、水斗式水輪機(jī)的概念及應(yīng)用范圍；
識(shí)記：斜梳式、貫流式、斜擊式、雙擊式水輪機(jī)；
（二）水輪機(jī)的工作參數(shù)（重點(diǎn)）
理解：水輪機(jī)的基本參數(shù)：水頭、流量、轉(zhuǎn)速、出力與效率的基本概念；
理解：水輪機(jī)特征水頭概念，包括：最大工作水頭、最小工作水頭、設(shè)計(jì)水頭和平均水頭；
（三）水輪機(jī)的基本構(gòu)造（重點(diǎn)）
理解：混流式、軸流式、水斗式水輪機(jī)的基本構(gòu)造；
識(shí)記：斜流式、貫流式水輪機(jī)的基本構(gòu)造；
（四）水輪機(jī)的型號(hào)（次重點(diǎn)）
理解：水輪機(jī)型號(hào)的表示方法及各部分的含義以及各種水輪機(jī)標(biāo)稱(chēng)直徑的規(guī)定；
（五）水流在反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動(dòng)（一般）
識(shí)記：水流在反擊式水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中的運(yùn)動(dòng)；
（六）水輪機(jī)的基本方程式（一般）
應(yīng)用：水輪機(jī)的基本方程為：。方程的實(shí)質(zhì)，由水流能量轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)機(jī)械能的平衡方程；
（七）水輪機(jī)的效率及最優(yōu)工況（重點(diǎn)）
理解：水輪機(jī)效率的概念；
理解：水輪機(jī)的最優(yōu)工況的含義及出現(xiàn)最優(yōu)工況的兩個(gè)基本條件；
第二章  水輪機(jī)的蝸殼、尾水管及氣蝕
一、學(xué)習(xí)目的與要求
目的：掌握蝸殼和尾水管的基本類(lèi)型、特點(diǎn)及其適用情況，蝸殼和尾水管的水力計(jì)算及其尺寸確定，汽蝕的概念，水輪機(jī)吸出高度及安裝高程的確定。
能力培養(yǎng)要求：確定蝸殼和尾水管的尺寸的能力，確定水輪機(jī)安裝高程的能力。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)：
（一）蝸殼的型式及主要參數(shù)選擇
理解：蝸殼設(shè)計(jì)的基本要求；
識(shí)記：金屬蝸殼、混凝土蝸殼的特點(diǎn)及適用條件；
應(yīng)用：蝸殼的包角、斷面形狀、理解蝸殼的水力計(jì)算；
（二）尾水管的作用、型式及其主要尺寸確定
理解：尾水管的作用；
應(yīng)用：尾水管的型式，了解其主要尺寸的確定，了解尾水管的局部尺寸變動(dòng)；
（三）水輪機(jī)的氣蝕及氣蝕系數(shù)
識(shí)記：水輪機(jī)氣蝕的物理過(guò)程、了解翼型氣蝕、間隙氣蝕、空腔氣蝕、局部氣蝕；
理解：氣蝕系數(shù)的概念；
應(yīng)用：掌握氣蝕的防護(hù)措施；
（四）水輪機(jī)的吸出高度和安裝高程
理解：理解水輪機(jī)吸出高度的含義，理解水輪機(jī)安裝高度的含義，
應(yīng)用：掌握吸出高度的計(jì)算方法，掌握水倫機(jī)安裝高程的計(jì)算方法。
第三章  水輪機(jī)的特性及選型
一、學(xué)習(xí)目的與要求
目的：掌握水輪機(jī)單位參數(shù)及比轉(zhuǎn)速的概念，水輪機(jī)的效率修正和單位參數(shù)的修正方法，水輪機(jī)特性曲線(xiàn)的繪制，水輪機(jī)選型的方法。
能力培養(yǎng)要求：水輪機(jī)選型計(jì)算的能力。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)：
（一）水輪機(jī)的相似原理及單位參數(shù)（重點(diǎn)）
識(shí)記：了解幾何相似、運(yùn)動(dòng)相似、動(dòng)力相似的含義，
理解：理解相似定律、單位參數(shù)的概念及計(jì)算；
（二）水輪機(jī)的效率換算與單位參數(shù)修正 （一般）
識(shí)記：了解水輪機(jī)的效率換算方法，了解單位參數(shù)修正方法；
（三）水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速（次重點(diǎn)）
理解：理解水輪機(jī)的比轉(zhuǎn)速的概念，了解其計(jì)算方法；
（四）水輪機(jī)的模型試驗(yàn)（一般）
識(shí)記：了解水輪機(jī)模型試驗(yàn)參數(shù)的測(cè)量方法，了解綜合參數(shù)計(jì)算與試驗(yàn)成果整理；
（五）水輪機(jī)的特性曲線(xiàn)及其繪制（次重點(diǎn)）
識(shí)記：了解水輪機(jī)的工作特性曲線(xiàn)、水頭特性曲線(xiàn)、轉(zhuǎn)速特性曲線(xiàn)；
理解：理解模型綜合特件曲線(xiàn)及其繪制方怯，理解運(yùn)轉(zhuǎn)綜合特件曲線(xiàn)及其繪制方法；
（六）水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）
識(shí)記：了解水輪機(jī)選型設(shè)計(jì)的內(nèi)容和基木資料，了解機(jī)組臺(tái)數(shù)和裝機(jī)容最的選擇，
理解：理解水輪機(jī)型號(hào)和裝置方式的選擇，理解反擊式水輪機(jī)主要參數(shù)的選擇；
第四章  水輪機(jī)調(diào)節(jié)
一、學(xué)習(xí)目的與要求
目的：掌握水輪機(jī)調(diào)節(jié)的概念和調(diào)節(jié)途徑，調(diào)速器的種類(lèi)和適用情況、油壓裝置的選擇。
能力培養(yǎng)要求：掌握水輪機(jī)調(diào)節(jié)的概念和調(diào)節(jié)途徑。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)：
（一）水輪調(diào)節(jié)的任務(wù)（重點(diǎn)）
理解：掌握水輪機(jī)調(diào)節(jié)的任務(wù)；
（二）水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本概念（次重點(diǎn)）
識(shí)記：了解水輪機(jī)調(diào)節(jié)的基本概念
理解：水輪機(jī)調(diào)節(jié)的靜特性和動(dòng)特性的特點(diǎn)和要求；
（三）水輪機(jī)調(diào)速器的工作原理（一般）
識(shí)記：了解水輪機(jī)調(diào)速器的組成、及工作原理；
（四）水輪機(jī)調(diào)速器的類(lèi)型（一般）
識(shí)記：了解機(jī)械液壓調(diào)速器的特點(diǎn)，電氣液壓調(diào)速器的特點(diǎn)；
（五）油壓裝置（次重點(diǎn)）
理解：掌握油壓裝置的組成及各部分的功用。
第五章  水電站的布置形式及組成建筑物
一、學(xué)習(xí)目的與要求
目的：能進(jìn)行壩后式水電站、河床式水電站、引水式水電站特點(diǎn)的比較，掌握水電站的組成建筑物。
能力培養(yǎng)要求：能區(qū)分壩后式水電站、河床式水電站、引水式水電站的適用條件及特點(diǎn)。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)：
（一）水電站的典型布置型式 （重點(diǎn)）
理解：掌握壩后式水電站、河床式水電站、引水式水電站的特點(diǎn)及適用條件；
（二）水電站建筑物的組成（次重點(diǎn)）
理解：掌握水電站的組成建筑物。
第六章  水電站進(jìn)水口
一、學(xué)習(xí)目的與要求
目的：了解進(jìn)水口功用和要求；掌握水電站有壓進(jìn)水口的類(lèi)型、適用條件及設(shè)計(jì)原則。
能力培養(yǎng)要求：能跟據(jù)具體的條件選擇有壓進(jìn)水口類(lèi)型，能進(jìn)行有壓進(jìn)水口的位置選擇，高程及輪廓尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)：
（一）進(jìn)水口的功用和要求（一般）
理解：掌握進(jìn)水口的功用和要求；
（二）有壓進(jìn)水口的類(lèi)型及適用條件（重點(diǎn)）
理解：掌握洞式進(jìn)水口、墻式進(jìn)水口、塔式進(jìn)水口、壩式進(jìn)水口的特點(diǎn)和適用條件；
（三）有壓進(jìn)水口的位置高程及尺寸（重點(diǎn)）
理解：理