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家用小型水輪機 新式水輪機篇一
可編程水輪機調(diào)速器說明書
一 概 述
gyt型高油壓可編程水輪機調(diào)速器，是在先進而成熟的電子、液壓技術(shù)的基礎(chǔ)上，研制成功的水輪機調(diào)速器。它具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、性能優(yōu)良、操作維護方便等突 出特點，是水輪機調(diào)速器更新?lián)Q代的理想產(chǎn)品。
二 主要功能
·測量機組和電網(wǎng)頻率，實現(xiàn)機組空載及孤立運行時的頻率調(diào)節(jié)； ·空載時機組頻率自動跟蹤電網(wǎng)頻率，便于快速自動準(zhǔn)同期； ·手動開停機、增減負(fù)荷及帶負(fù)荷運行；
·自動開停機，并網(wǎng)后根據(jù)永態(tài)轉(zhuǎn)差率（bp）自動調(diào)整機組出力； ·無條件、無擾動地進行自動和手動的相互切換；
·液晶屏采集并顯示機頻、網(wǎng)頻、導(dǎo)葉開度等調(diào)速器主要參數(shù)，以及手動、自動等運行 狀態(tài)；
·通過按鍵及液晶屏整定、記憶并顯示調(diào)速器的運行參數(shù)；
·檢測到電氣故障時，能自動地切為手動，并將負(fù)荷固定于故障前的狀態(tài)；
·電控柜采用交、直流同時供電。任一種電源消失后調(diào)速器仍能運行。但如果廠用直流 消失，調(diào)速器將不能進行手自動切換和緊急停機。
三 電氣部分的主要特點
·采用可靠性極高的可編程（plc），體積小，抗干擾能力強，能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，平均無故障時間達三十萬小時以上；
·采用內(nèi)部測頻方式，可同時滿足適時性和測頻精度的要求，機頻故障時可自動地切為 手動；
·調(diào)節(jié)規(guī)律為 pid 智能控制，具有良好的穩(wěn)定性及調(diào)節(jié)品質(zhì)；
·具有可擴展通訊接口，通過外掛通訊模塊與上位機通訊十分方便（外掛通訊模塊需單 獨訂貨）。
四 機械液壓部分的主要特點
· 采用了電液比例隨動裝置、高壓齒輪泵等現(xiàn)代電液控制技術(shù)，具有優(yōu)良的速動性及穩(wěn) 定性，工作可靠，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。
· 工作油壓提高到16mpa，減少了調(diào)速器的液壓放大環(huán)節(jié)，體積小,重量輕，結(jié)構(gòu)簡單。· 采用囊式蓄能器儲能，膠囊內(nèi)所充氮氣與液壓油不直接觸，油質(zhì)不易劣化，氮氣極少 漏失，不需經(jīng)常補氣,電站可省去相應(yīng)的高壓空氣系統(tǒng)。
·液壓缸（即接力器，下同）與回油箱分開安裝，便于電站布置?！ぞ哂幸簤烘i定裝置，確保機組停機可靠?！た筛鶕?jù)用戶需要，設(shè)置兩段關(guān)閉裝置。
五 主要技術(shù)參數(shù)
比例系數(shù)p 1-10 積分系數(shù)i 0.5-20 s 微分系數(shù)d 0–5 s 頻率給定ｆg 45hz～55 hz 功率給定ｐg 0～100％ 永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù)bp 1～10％ 人工死區(qū)ｅ 0～2% 機頻、網(wǎng)頻信號電壓 ac 0.3～110 v 交流電源 ac 200 v 直流電源 dc 220 v 或dc 110 v 工作油壓 16 mpa 六 主要技術(shù)指標(biāo)
轉(zhuǎn)速死區(qū)ix ≤0.03％
靜態(tài)特性曲線線性度誤差 ＜5％
自動空載三分鐘轉(zhuǎn)速擺動相對值 ≤±0.15％ 不動時間ｔq ≤0.2 秒
平均故障間隔時間 ≮8000h 時漂8h ≮0.1%，溫漂每1℃ ≮0.01%，電壓漂移在±10%ur ≮0.05%。無事故連續(xù)運行時間 ≮30000小時
七、電氣部分的構(gòu)成和基本功能
調(diào)速器的電氣控制柜位于回油箱上面，柜體設(shè)前門及左右門，便于調(diào)試和檢修。電控柜 主要由可編程控制器(簡稱可編程或plc)、頻率信號接口板（簡稱信號接口板）、開關(guān)閥、液晶屏、電源系統(tǒng)等組成。
可編程由基本單元和模/數(shù)混合模塊組成。上電后，可編程上的“power”紅燈亮。正常 運行時，可編程上“run”綠燈亮?？删幊袒締卧闹饕δ苁浅绦驁?zhí)行，信號的輸入、輸出，以及系統(tǒng)監(jiān)控等。它的輸入點和輸出點均有相應(yīng)的指示燈。
信號接口板用于對機頻、網(wǎng)頻信號進行預(yù)處理，以向可編程提供頻率測量所需的信號。液晶屏采集并顯示調(diào)速器和機組的主要參數(shù)及運行狀態(tài)。通過按鍵可整定并記憶調(diào)速器 的調(diào)節(jié)參數(shù)，并把修改后的參數(shù)送給可編程。
電源系統(tǒng)由交流開關(guān)、直流開關(guān)、變壓器、電源轉(zhuǎn)換模塊和三個開關(guān)電源組成。廠用交 流通過變壓器后和廠用直流一起經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換模塊再送給開關(guān)電源和可編程。廠用直流220v 不經(jīng)過直流開關(guān)直接供給緊急停機電磁閥和手自動切換閥回路?？諝忾_關(guān)除了具備開、關(guān)電源的作用外，還具備過流保護功能。
八、面板顯示及操作
面板顯示及操作見提供的顯示屏操作手冊
九、機械液壓部分的構(gòu)成和基本功能 1，防泄露電磁換向閥
采用二位三通換向閥，是電液轉(zhuǎn)換的核心元件，根椐信號控制液壓缸動作。
2，大波動操作閥
當(dāng)電網(wǎng)波動時，此時換向閥動作，液壓缸快速動作
3，緊急停機閥
緊急停機閥采用二位四通電液換向閥。正常情況下，緊急停機閥處于復(fù)歸狀態(tài)，油路不 通；緊急停機時，控制液壓缸緊急停機。該閥兩端有手動應(yīng)急按鈕，在無直流電源等情況下，可直接用手操作。
4，液壓缸
兩個液壓缸通過控制環(huán)驅(qū)動導(dǎo)水機構(gòu)。
5，位移傳感器
位移傳感器用于將液壓缸的機械位移（0-100%）轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電氣信號（約0-10v），反饋到電氣部分。
6，液壓鎖錠裝置
液壓鎖錠裝置由鎖定電磁閥及兩個液壓鎖定閥組成。鎖定電磁閥解除時，液壓鎖定閥為 一通路，不影響液壓缸動作；鎖定電磁閥投入后，液壓鎖定閥為一單向閥，不影響液壓缸的 關(guān)機動作，但液壓缸全關(guān)后即不可能開機，起到了鎖定作用。
7，兩段關(guān)閉裝置
兩段關(guān)閉裝置由行程閥、單向節(jié)流閥和可調(diào)撞桿組成。其功能是在液壓缸關(guān)至整定位置時，使液壓缸關(guān)機速度因節(jié)流閥而減緩，實現(xiàn)兩段關(guān)閉。第二段關(guān)閉速度由單向節(jié)流閥調(diào)整拐點位置由可調(diào)撞桿調(diào)整。
8，回油箱
用于貯存液壓油，并作為調(diào)速器電控柜及控制閥組的安裝機體。
9，電機及油泵
電機及高壓齒輪泵用于供給壓力油。
10，安全閥
安全閥在油泵出口處，當(dāng)系統(tǒng)油壓高于額定油壓而油泵仍在工作時，可將油泵輸出的高 壓油直接排入油箱。調(diào)整閥內(nèi)彈簧的預(yù)壓量可整定其動作值。
11，蓄能器
囊式蓄能器是一種油氣隔離的壓力容器，鋼瓶內(nèi)有一只丁晴橡膠囊，用來貯存氮氣，壓 力油進入鋼瓶后，壓縮囊內(nèi)的氮氣，從而存儲能量。
12，單向閥
用于防止油泵停止工作時壓力油倒流。
13，吸油濾油器
安裝在油泵吸油口上，以阻攔較大的機械雜質(zhì)，保護油泵。
14，濾油器
安裝在油泵出口，提高壓力油的清潔度，保證系統(tǒng)可靠工作。
15，電接點壓力表
當(dāng)油壓下降或上升到整定值時，相應(yīng)的接點閉合，將訊號發(fā)送給油泵電機控制柜，開啟 或關(guān)閉油泵。壓力表
用于觀察主供油閥后的系統(tǒng)壓力。
十 機械部分的安裝 gyt型高油壓可編程水輪機調(diào)速器柜體及液壓缸在電站布置靈活，不受任何限制。
液壓缸為兩個hsgf 系列雙作用單活塞桿工程用液壓缸，活塞桿聯(lián)接方式為外螺紋。安裝圖參見附圖。
1，電氣部分的安裝
1．1 電柜的安裝
電柜柜體用螺釘固定在油箱上；電磁閥、電液換向閥及壓力繼電器的插頭分別插在相應(yīng)閥體的插座上。
1．2 位移傳感器的安裝及連接
位移傳感器安裝于液壓缸上，安裝時應(yīng)使其鋼絲繩的運動與活塞桿平行，以盡可能正確 地反映液壓缸的位移，位移傳感器與電柜的連接采用多芯屏蔽線。
1．3 對外配線
調(diào)速器對外接線端子排的定義見端子接線圖。
為避免干擾，從pt 引來的機頻、網(wǎng)頻信號應(yīng)用屏蔽線接入；不同電壓等級的信號必須用 不同的電纜布線?！伴_機”、“停機”、“并網(wǎng)”、“增”、“減”是遠方的控制命令。當(dāng)遠方發(fā)出某個命令且調(diào)速器處于自動工況時，調(diào)速器將執(zhí)行該命令?！皺C頻”、“網(wǎng)頻”是機頻、網(wǎng)頻信號的輸入端子，須用屏蔽線將pt（電壓互感器）上的信號接入。“ac220v”、“dc220v”是廠用交流電和廠用直流電的輸入端子，須注意dc220v 的正、負(fù)極應(yīng)與端子保持一致，否則會燒毀緊急停機電磁閥和手自動切換閥上的續(xù)流二極管?！熬o急停機”是外部緊急停機令的輸入端子。“緊急停機復(fù)歸”是外部緊急停機復(fù)歸令的輸入端子?！肮收蠄缶笔且粚战狱c，其容量為5a、28vdc 或5a、220vac。機械液壓部分的調(diào)整
2.1, 確保液壓系統(tǒng)的清潔
污染是導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障的主要原因。污染可加速液壓元件的磨損，導(dǎo)致其性能下降； 堵塞閥的間隙和孔口，引起閥的故障。因此，嚴(yán)格控制液壓系統(tǒng)的污染是提高調(diào)速器動作可 靠性的重要保證。
各液壓管道和部件在組裝、充油前要反復(fù)清洗，嚴(yán)防金屬屑、密封材料碎屑等機械雜質(zhì) 和水分混入液壓油中。新油須經(jīng)仔細(xì)過濾后，才可注入油箱中，在調(diào)速器運行初期應(yīng)隨時檢 查濾油器，發(fā)現(xiàn)堵塞及時清洗或更換。
注意保持液壓系統(tǒng)的密封性，防止灰塵、昆蟲、水和其他雜物混入。
2.2 注油和充氣
將過濾后的清潔油注入油箱，使油面處于規(guī)定范圍。蓄能器內(nèi)的氮氣是用隨機提供的充氮工具充入的。充氣時，先將蓄能器頂部螺帽旋下，把充氮工具螺口1 旋上，然后將充氮工具螺帽２與高壓氮氣瓶口相聯(lián)。順時針旋轉(zhuǎn)充氮工具的旋閥３，頂開蓄能器氣門芯，然后打開氮氣瓶的閥門充氣。觀察壓力表４上的壓力值，當(dāng)壓力值在氮氣瓶的閥門關(guān)閉后達到額定值時，即可停止充氣。逆時針旋轉(zhuǎn)充氮工具的旋閥３至上止點，拆下充氮工具，旋上蓄能器頂部螺帽，就完成了充氣過程。如果充氣壓力過高，可通過旋塞５放氣。(見充氣圖)2．3，低油壓時的調(diào)整
ａ 認(rèn)真檢查各部件的安裝、聯(lián)結(jié)是否符合要求，比例閥、手動閥等是否處于中位，手自 動切換閥是否處于手動位置，緊急停機閥是否處于復(fù)歸位置。
ｂ 開啟油泵，使油壓升至12mpa，緩慢打開主供油閥，觀察各充油部件及油管有無振動 和滲漏，并作相應(yīng)處理。
ｃ 用手動操作閥在小范圍內(nèi)反復(fù)操作液壓缸，逐步擴大至全行程，以排除各充油部件及 管路中的空氣。操作時應(yīng)注意隨時保持油壓。
ｄ 反復(fù)手動操作后，將油壓升至額定工作油壓，油泵投入自動。
2．4 額定油壓下的調(diào)整
ａ 密封性檢查
在工作油壓下，用手動操作閥反復(fù)操作液壓缸在全行程范圍內(nèi)運動，再次檢查充油部件密封性，并作相應(yīng)處理。b 開關(guān)機時間的調(diào)整
手動將液壓缸開到全開，然后通過應(yīng)急按鈕手動操作緊急停機閥，使液壓缸全速向關(guān)機側(cè)運動，用秒表記下此時的關(guān)機時間，并調(diào)整與液壓缸開機腔相連的單向節(jié)流閥，使關(guān)機時間達到要求值。調(diào)速器切自動，不輸入機頻信號，在觸摸屏上設(shè)置開限值為“99.99 % ”發(fā)開機令，此時液壓缸將全速開到全開，用與液壓缸關(guān)機腔相連的單向閥調(diào)整開機時間。注意調(diào)整完后將開限恢復(fù)原值。c 兩段關(guān)閉裝置的調(diào)整
如調(diào)速器具有兩段關(guān)閉裝置，則應(yīng)在上述調(diào)整完成之后投入并進行調(diào)整。拐點位置由可調(diào)撞桿位置整定,第二段關(guān)閉時間由單向節(jié)流閥調(diào)整，逆時針旋轉(zhuǎn)節(jié)流閥旋鈕, 可開大節(jié)流閥,縮短關(guān)機時間；反之則延長關(guān)機時間。電氣部分的調(diào)整
首先仔細(xì)檢查外部配線是否準(zhǔn)確無誤，廠用交、直流供電是否正常。如一切正常，即可 合上電源開關(guān)給調(diào)速器供電。上電后調(diào)速器處于手動狀態(tài)。將液壓缸手動關(guān)到全關(guān)，調(diào)整位移傳感器的安裝位置，使其中抽頭上的輸出電壓在0.2～0.6v 之間。然后調(diào)整綜合放大板上的調(diào)零電位器，使液晶屏上的導(dǎo)葉開度為0.40(％)；再將液壓缸手動開到全開，調(diào)整綜合放大板上的調(diào)幅電位器，使導(dǎo)葉開度為99.6(％)。用手動操作使液壓缸在全行程范圍內(nèi)運動，此時導(dǎo)葉開度將相應(yīng)變化。如開度變化方向與液壓缸運動方向相反，則應(yīng)將位移傳感器連在“+12v”和“gnd”上的接線對換。入。
十一、運行、維護及注意事項
1、運 行
手動運行時，電控柜不起控制作用，但運行人員可以從面板上觀察調(diào)速器所處的狀態(tài)及 機頻、開度等。開停機、增減負(fù)荷等操作，均由手動操作閥完成。若機組帶固定負(fù)荷在手動 工況下運行時間較長時，也可操作鎖定投入按鈕將鎖定投入，以防止機組過負(fù)荷。調(diào)速器在手動工況穩(wěn)定運行且無電氣故障時，可操作切自動按鈕將調(diào)速器切為自動工況。自動工況向手動工況切換，可隨時用切手動按鈕無條件、無擾動地進行。“并網(wǎng)”信號在并網(wǎng)運行時必須保持，通常由油開關(guān)重復(fù)接點發(fā)出?！安⒕W(wǎng)”信號消失或接觸不良，調(diào)速器都判斷為甩負(fù)荷，將液壓缸關(guān)回空載開度?！巴C”令信號級別最高，自動運行工況時，只要接到“停機”信號，調(diào)速器都將把液壓缸關(guān)至全關(guān)位置。自動開機時，“開機”令必須保持10 秒，否則調(diào)速器將認(rèn)為開機不成功，將液壓缸關(guān)至全關(guān)。開機、停機、并網(wǎng)、帶負(fù)荷等操作參見充水后試驗。
2、維 護
2．1、電氣部分的維護 由于采用高可靠性的plc 和設(shè)計合理的外圍電路，電控柜故障率較低，無須日常維護。大修時應(yīng)檢查接線是否松動并徹底清除積塵，還可視情況按照“試驗”一節(jié)進行必要的調(diào)速 器試驗。
電接點壓力表的接點用久后易氧化發(fā)黑，影響使用，應(yīng)及時予以更換。
2．2、機械部分的維護
運行中應(yīng)注意保持調(diào)速器用油的清潔，以保證調(diào)速器能正常、可靠地工作。吸油濾油器 和壓油濾油器應(yīng)定期清洗或更換。調(diào)速器所用液壓油應(yīng)定期檢驗，不合格時應(yīng)及時處理或更 換。
蓄能器具有良好的密封性。為防止個別膠囊或氣門芯有漏氣現(xiàn)象，影響正常運行，在使 用初期應(yīng)進行必要的檢漏。在調(diào)速器沒有明顯泄漏的情況下，油箱內(nèi)的油位如有不正常的下 降，即可判斷蓄能器可能有漏氣現(xiàn)象。檢漏時，將蓄能器內(nèi)壓力油全部排空，然后接上充氮 工具，由其壓力表觀察囊內(nèi)壓力是否降低。如壓力下降，則表示有漏氣現(xiàn)象，須作相應(yīng)處理 并進行補氣。蓄能器皮囊和高壓軟管為耐油橡膠制品，使用壽命約3-5 年，應(yīng)定期更換。
十二、注意事項
· 空載開限可以限制空載時導(dǎo)葉開度不超過該值。若開機時發(fā)現(xiàn)機頻升不到50hz，可 將空載開限加大。
· 功率開限可在0-99.99%之間任意設(shè)定，以限制導(dǎo)葉的最大開度。若自動運行時機組 負(fù)荷不能繼續(xù)增加，應(yīng)先檢查是否已達到功率開限，并作適當(dāng)調(diào)整?！?若有電氣故障，則調(diào)速器將不可能切為自動。
· 人工死區(qū)e 為0 或者太小，并網(wǎng)后液壓缸會因網(wǎng)頻的波動而頻繁調(diào)節(jié)；永態(tài)轉(zhuǎn)差系數(shù) bp 為1 或者太小，并網(wǎng)后機組負(fù)荷會因網(wǎng)頻的升降而明顯變化。
· 導(dǎo)葉開度零位調(diào)整時，不要將開度指示調(diào)整成0.00(%)，要比0.00 稍大一點，以使
自動停機時液壓缸能關(guān)到全關(guān)位置；調(diào)整全開位置時，不要將開度指示調(diào)整為99.99(%)，要 比99.99(%)稍小一點，以使液壓缸能開到全開位置。
· 手動運行時發(fā)“停機”令，調(diào)速器不會關(guān)機，而只能手動關(guān)機。
· 做模擬開機試驗時，不可向調(diào)速器機頻端送入50hz 或大于50hz 的頻率信號，否則調(diào) 節(jié)輸出不會增大，液壓缸不會開啟。
· 調(diào)節(jié)參數(shù)修改時，如超越其允許范圍則修改無效，參數(shù)將自動回到默認(rèn)值：p=3，i=0.15，d=1，bp=6%，e=0.4%。
· 緊急停機電磁閥不能長期帶電，以免燒毀。
· 機頻故障信號僅在并網(wǎng)工況中反映機頻信號消失故障。
· 若調(diào)速器測不到網(wǎng)頻，或測得的網(wǎng)頻在45hz-55hz 范圍以外，則調(diào)速器自動置網(wǎng)頻 為50hz,液晶屏上顯示網(wǎng)頻50.00hz。也就是說，網(wǎng)頻故障不影響調(diào)速器正常運行?！?插拔電氣元器件時應(yīng)先斷電，否則會損壞元器件
· 自動停機時，在機組停穩(wěn)之前，調(diào)速器液晶屏上會提前顯示機頻為零。手動停機時，機組停穩(wěn)之后，液晶屏還會顯示一個很低的機頻值。這時只要將調(diào)速器切為自動，機頻便會 顯示為零。
注：本說明書插圖及附圖如有與產(chǎn)品不同之處，以產(chǎn)品隨機圖紙為準(zhǔn)。_
家用小型水輪機 新式水輪機篇二
英國觀察：魚類友好的水輪機設(shè)計的最新進展
[ 英 ]d.烏帕德亞伊，等 項目背景和方法
1.1 研究背景
魚類一旦進入水輪機，就必須面對幾何形狀和水流特性的快速改變，這些都有可能對魚類造成傷害。受傷的程度取決于魚類的大小、水輪機的類型及其尺寸、轉(zhuǎn)速和運行工況的范圍。參考不同的文獻，總結(jié)出魚類受傷的 7 個主要原因： 1）直接與旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)輪葉片相撞。數(shù)據(jù)表明，死亡率隨轉(zhuǎn)輪圓周速度的增加而增加。）由固定機械部件（通常為活動導(dǎo)葉和固定導(dǎo)葉）引起的擦傷，這種情況變化很大，取決于轉(zhuǎn)速。）魚卡在葉片末端與外殼之間受到擦傷。）魚類從轉(zhuǎn)輪的高壓側(cè)移動到低壓側(cè)時，壓力急劇變化會損傷其魚鰾。壓力降低時傷害尤甚。）水力剪切和湍流。剪切力和湍流越大，魚類受傷的可能越大。水輪機通道中剪切力的最大值出現(xiàn)在轉(zhuǎn)輪附近的狹窄分界線上。）空化現(xiàn)象，也就是水蒸汽氣泡在低壓區(qū)的形成和突然消失，通常出現(xiàn)在葉片邊緣及其背面的尾部。人們發(fā)現(xiàn)一些鮭魚是因為水蒸汽泡消失時的高壓沖擊而死亡的。）受污染的水質(zhì)也可能改變上述物理傷害機制的影響。1.2 目標(biāo)和方法
魚類友好的水輪機工程的主要目的是以計算流體力學(xué)（cfd）和魚類傷害預(yù)估模型方法，探究現(xiàn)有水輪機對魚類造成傷害的主要因素，以改進水輪機的水力和機械設(shè)計，減少其負(fù)面影響。
研究的主要方法是通過 cfd 和魚類傷害預(yù)估模型這樣的靈活手段，探索漿式水輪機對魚類的影響。用這種方法來檢驗與評估實驗室思路，并可以節(jié)省實際的物理模型測試驗大量花費。該方法反復(fù)性更強，更利于設(shè)計變更，從而得到更好的結(jié)果。2 設(shè)計改進 2.1 改進型水輪機的設(shè)計
如前所述，文獻綜述給出了在小型水輪機中影響魚類受傷的潛在因素。自確定葉片沖擊為造成魚類傷害的一個主要原因之后，研究的重點就是減小葉片沖擊造成的魚類傷害。
項目小組成員考慮與討論了幾項設(shè)計更改，構(gòu)思了一項新的設(shè)計，并用有效的 cfd 方法進行了模擬試驗。cfd 模擬數(shù)據(jù)結(jié)果得出的水輪機的性能與制造商的預(yù)期相符，初期分析表明新設(shè)計的效率比原有的水輪機設(shè)計有了很大提高。2.2 cfd 模擬
采用 dhpl 虹吸水輪機作為精確的基準(zhǔn) cfd 模擬作為參考模型，來分析、設(shè)計、改進以了解其對水力效率的影響。采用 cfd 方法建立虛擬環(huán)境測試了幾項設(shè)計改進并分析了結(jié)果。在經(jīng)過迭代后，選擇出最佳改進，壓力和應(yīng)力 / 應(yīng)變數(shù)據(jù)從 cfd 模型和水輪機幾何數(shù)據(jù)中輸出到 striker 模型中以評估新型水輪機對魚類的致死率。
在不同的運行條件下進行了一系列 cfd 模擬，以推導(dǎo)新水輪機設(shè)計的性能曲線，得出新水輪機的優(yōu)化運行點。然而，就注意新水輪機的性能曲線是基于水輪機的效率，曲線代表水能轉(zhuǎn)化為電能的效率（包括輸電、發(fā)電和其他電纜的效率），因此新水輪機的效率略高。
除了評估水輪機的效率，cfd 模擬為水輪機運行的補充分析提供了重要的流量數(shù)據(jù)；例如，水輪機各部件中的壓力和剪應(yīng)力分布的數(shù)據(jù)集。壓力和剪壓力數(shù)據(jù)可在水輪機各組件的每個細(xì)分單元上產(chǎn)生。
這組數(shù)據(jù)對 striker 模型模擬運行魚類傷害風(fēng)險評估來說是很必要的；沒有 cfd 方法，在實驗室測量壓力和剪應(yīng)力數(shù)據(jù)就非常信賴于大量投資來購買設(shè)備。使用 cfd 后處理在各個水輪機部件中可產(chǎn)生超過十萬個壓力和剪應(yīng)力樣本數(shù)據(jù)，頒布于相應(yīng)的范圍；這些數(shù)據(jù)將作為 striker 模型的輸入?yún)?shù)。2.3 striker 模型
在研究的前幾個階段，雖然已經(jīng)證明水輪機水力條件的改進可降低由水力不規(guī)則（主要是剪切應(yīng)力和壓力通量）引起的魚類受傷和死亡率的風(fēng)險，但是，這占整個魚類受傷的比率很小。striker 模型促進新型水輪機的設(shè)計，極大地減少了魚類的受傷和致死的幾率。2.4 改進設(shè)計的經(jīng)濟分析
我們對水輪機改進設(shè)計進行了成本評估，尤其對實施條件的基本進行了分析。我們預(yù)計新型水輪機設(shè)計的成本將增加約三分之一。然而，由于改進設(shè)計后將使魚類不受傷地通過新型水輪機，新型水輪機不再需要保護魚類的措施。因此這提高了新型水輪機的成本競爭力。3 結(jié)論
對魚類通過小型水輪機時受傷情況的研究是一個新的研究領(lǐng)域。it 電力和其他合作者進行了這項工程以調(diào)查可能由小型水輪機造成的魚類傷害問題，并在不影響發(fā)電效率和明顯提高成本的前提下，試圖改進水輪機的設(shè)計以減少魚類的受傷致死率。并出版了論文集使公眾了解水輪機對魚類的傷害機理。采用 cfd 分析方法了解水輪機的運行特點并在水流路徑的幾處位置上計算水流參數(shù)，以備隨后的 striker 魚類傷害預(yù)估模型采用。cfd 模擬結(jié)果與試驗結(jié)論相當(dāng)一致，這使模型的有效性得到了驗證，并可將其輸出結(jié)果輸入到 striker 模型中。striker 模型可計算出原水輪機與改進型水輪機對魚類的傷害幾率。
對水輪機進行了幾處改進，在保證水輪機的效率和可承受的成本基礎(chǔ)上使魚類所受傷害最小。作為一種設(shè)計工具，廣泛采用了 cfd 方法進行優(yōu)化設(shè)計；然而建立 striker 模型，并采用 cfd 計算的數(shù)據(jù)進行分析。striker 模型結(jié)果表明，新型水輪機設(shè)計可顯著減少魚類所受傷害。
cfd 方法和 striker 模型獲得的成果顯示設(shè)計一種保護魚類的水輪機是可能的，同時在效率和成本上了是可接受的。
家用小型水輪機 新式水輪機篇三
【教學(xué)目的】通過本節(jié)的教學(xué)，使學(xué)生熟悉魚類原料的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、風(fēng)味等，掌握魚類原料的烹飪運用規(guī)律以及常用的各種魚類原料及加工制品。
【教學(xué)要求】掌握魚類原料的組織結(jié)構(gòu)、風(fēng)味特點；掌握魚類原料的烹飪運用規(guī)律；掌握魚類制品的特點和運用。了解并認(rèn)識常用的淡水魚、海水魚和回游魚的種類的外形和肉質(zhì)特點。
【教學(xué)的難點和重點】
難點：魚類原料的組織結(jié)構(gòu)特點；
重點：魚類的組織結(jié)構(gòu)特點；魚類的烹飪運用；常用的魚類原料品種及魚類制品。
【教學(xué)內(nèi)容】
第五節(jié) 魚類原料
一、魚類原料的特點
（一）魚類的肉組織結(jié)構(gòu)特點、肌肉組織： 是魚類供人們食用的主要部分。
①魚肉的肌纖維較短，結(jié)合疏松，且其肌節(jié)從側(cè)面觀察呈 m 形。②在魚類的體側(cè)肌中，白肌和紅肌的分化很明顯。
a ．紅肌的肌纖維較細(xì)，周邊結(jié)締組織的量較多，其血管分布也較豐富。另外，脂肪、肌紅蛋白、細(xì)胞色素的含量也較白肌多。
b ．肉食性魚類一般白肌發(fā)達而厚實、紅肌較少，尤其是淡水魚類表現(xiàn)得更為明顯。
c ．由于白肌所含肌紅蛋白較紅肌少，故色白，是制作魚圓的上好原料，同時白肌的結(jié)締組織相對較少，口感細(xì)嫩，肉質(zhì)純度相對較高，便于切割和加工。
③魚肉中結(jié)締組織形成的肌鞘很薄，加熱時易溶解，從而使魚類在烹制時不易保形。2、脂肪組織： 魚類的脂肪含量較低，多在 1 ～ 10% 之間。①冷水性魚類通常含脂肪較多； ②同品種魚年齡愈大含脂肪也愈多； ③產(chǎn)卵前比產(chǎn)卵后含脂肪多；
④魚類脂肪多集中分布在內(nèi)臟，有的在皮下和腹部脂肪含量也較高。
⑤魚類脂肪中不飽和脂肪酸含量高，熔點低，常溫下呈液態(tài)，容易被人體吸收，但在保存時極不穩(wěn)定； ⑥魚類脂肪中還常含有二十二碳壬烯所形成的酸，具有特殊的魚油氣味，是形成魚油腥臭的主要成分之一。3、骨組織： 在生物學(xué)分類上，將魚類分為 軟骨魚類 和 硬骨魚類 兩類。①軟骨魚類的骨骼全部為軟骨，有些由于鈣化的原因相對較硬，如鯊魚、魟、鰩等都屬于軟骨魚類。有些軟骨魚類的鰭、皮、骨等經(jīng)加工后可制成相應(yīng)的干制品，如魚翅、魚皮、魚骨。軟骨魚類除骨骼為軟骨外，其鱗是盾鱗，較硬，烹制初加工時須特殊處理。
②硬骨魚類較為常見，為烹調(diào)中常用的魚類原料，其骨骼一般不單獨用來制做菜肴。
（二）魚的鮮味和腥味、魚的鮮味
①魚類的鮮味主要來自于肌肉中含有的多種呈鮮氨基酸，如谷氨酸、組氨酸、天冬氨酸、亮氨酸等；
②浸出物中的琥珀酸和含氮化合物如氧化三甲胺、嘌呤類物質(zhì)等也增強了魚肉鮮美的滋味。③并與蛋白質(zhì)、脂類、糖類等組成成分有關(guān)。2、魚的腥味
① 海水魚腐敗臭氣的主要成分為三甲胺。原因在于新鮮的海水魚體內(nèi)氧化三甲胺（tmao）的含量較高，當(dāng)魚死亡后，氧化三甲胺還原成具有腥味的三甲胺（tma）。另外，某些海水魚如鯊魚、魟等板鰓類魚肉中尚含有 2% 左右的尿素，在一定條件下分解生成氨而產(chǎn)生氨臭味。
② 淡水魚的腥氣成分主要是泥土中放線菌產(chǎn)生的六氫吡啶類化合物與魚體表面的乙醛結(jié)合，則生成淡水魚的泥腥味。此外，魚體表面粘液中所含有的δ氨基戊酸也都具有強烈的腥臭味和血腥臭味。
③體表粘液分泌多的魚類，與空氣接觸后往往腥味較重。這是因為粘液中的蛋白質(zhì)、卵磷脂、氨基酸等被體表的細(xì)菌分解產(chǎn)生了氨、甲胺、硫化氫、甲硫醇、吲哚、糞臭素、四氫吡咯、四氫吡啶等腥臭味物質(zhì)。去除腥味的方法：
① 由于導(dǎo)致魚腥氣產(chǎn)生的三甲胺、氨、硫化氫、甲硫醇、吲哚等物質(zhì)都屬于堿性物質(zhì)，所以，烹制魚類菜肴時添加醋酸、食醋、檸檬汁等會使魚腥氣大大降低。
② 淡水魚在初加工時應(yīng)盡量將血液洗凈，去掉魚腹中的黑膜會使腥味減少。③ 烹制過程中加入料酒、蔥、姜、蒜也可使魚腥味物質(zhì)減少或被掩蓋。
④由于尿素易溶于熱水，所以，鯊魚、魟等魚類在烹制前宜先在熱水中浸漂以去除氨臭味。
二、魚類的主要種類及烹飪運用
（一）海產(chǎn)魚類 ：海水魚類的肉質(zhì)特點與淡水魚有一定的差異，如肌間刺少，肌肉富有彈性，有的魚類其肌肉呈蒜瓣狀，風(fēng)味濃郁。
主要品種： 大黃魚、小黃魚、帶魚、鮐、鲅、真鯛、鯧魚、牙鲆、高眼鰈、舌鰨、鱈魚、鱸魚、石斑魚、金槍魚、遠東擬沙丁魚、馬面鲀、鯡等。
（二）洄游魚類
主要品種： 鰣、鮭、鱭、銀魚、河鲀、鰻鱺等。
（三）淡水魚類 : 淡水魚味鮮美，是魚類菜肴制作的常用原料。目前，市場上銷售的主要是人工養(yǎng)殖的魚類，其中以四大家魚為多。
主要品種： 青魚、草魚、鳙、鰱、鯉魚、鯽魚、鱔、泥鰍、鯰、鱧、團頭魴、黃顙魚、鱖、長吻鮠、虹鱒、羅非魚、鯪魚等。
三、魚類的烹飪運用
魚類原料由于品種繁多，滋味鮮美，營養(yǎng)豐富，深受人們的喜愛，所以是烹飪中運用及其廣泛的一類原料。在具體的應(yīng)用過程中，需根據(jù)各種魚的肌肉組織特點、風(fēng)味特點等，選擇相適應(yīng)的加工和制作方法。但總體上，魚類的烹飪運用也表現(xiàn)出一定的規(guī)律性。、魚類原料主要作為菜肴的主料運用；也可作為湯品或面點的餡心用料，如鯽魚湯、鲅魚餃；有的還可用于調(diào)味，如長江下游地區(qū)常將銀魚油炸后制成面魚脯，具有獨特的風(fēng)味。、魚體的肌肉組織在烹飪運用中使用的最多。某些魚類的副產(chǎn)品，也可作為菜肴的主料加以運用或是加工成珍貴的制品，如鳙魚頭、鯊魚皮、鱘魚子、黃魚肚等。、通常，體形小的魚如鯽魚、泥鰍、黃顙魚、沙丁魚等以及體重在 1.5kg 以下的草魚、鯉魚等多整條使用；而體形大的魚以及肉厚刺少的魚如鰱、青魚、鰻等可進行多種刀工處理；白肉魚類常用于魚圓、魚糕等的制作。、烹飪中的各種加工方法都適應(yīng)于魚類原料的制作。另外，幾乎所有的魚都可以油炸或紅燒；脂肪含量高的魚如鰣、鱖、鯧、鱸等采用清蒸的方法更能突出其鮮香風(fēng)味。、當(dāng)魚類原料新鮮度高時，其鮮味突出、腥味很小、沒有膻味，所以，適合于咸鮮、茄汁、糖醋、咸甜、酸辣、蒜香、家常等多種調(diào)味方式。
四、魚類制品
（一）魚類制品的分類
概念 ：是以魚肉或是以魚身體上的某個器官，采用不同的加工方法制作而成的產(chǎn)品。多為干制品。共性 ：除咸魚、魚子醬等制品外，大多本味不顯，烹制時應(yīng)以高湯入味，或與鮮美原料合烹。由于多為干制品，應(yīng)用前需先漲發(fā)，所以，烹調(diào)工藝較其它原料復(fù)雜。
（二）主要魚類制品舉例 1、魚翅
（1）概念 ：用鯊、鰩等軟骨魚類的鰭經(jīng)干制而制成的產(chǎn)品。其供食部位主要是魚鰭中細(xì)長而不分節(jié)的角質(zhì)鰭條。為我國傳統(tǒng)的海珍烹飪原料。（2）分類及質(zhì)量： 魚翅的分類方法多樣。
① 按魚鰭的位置可分為背翅（披刀翅、脊翅）、胸翅（肚翅、劃翅、青翅）、腹翅和臀翅（上青翅、荷包翅）、尾翅（鉤翅、尾勾翅、勾尾）。背翅肉少、翅筋長而多，質(zhì)量最好。② 按加工與否或加工品的形狀又分為未加工翅即原翅和加工翅兩大類。
a ．原翅直接干制而成，又分為咸水翅（以海水漂洗）和淡水翅（以淡水漂洗）兩種，以淡水翅質(zhì)量為佳。b ．加工翅一般選含翅筋較多、骨頭較少的魚鰭除去魚鰭基部附著的肉后，經(jīng)過多道工序制成。ａ．按加工程度的不同分為毛翅和凈翅；
ｂ．按成品形狀分為散翅、排翅、翅餅（鳳尾翅）、月翅、翅磚五類。
③ 按魚的種類可分為黃肉翅（尖齒鋸鰩的鰭）、群翅（群尾翅，許氏犁頭鰩的鰭）、披刀翅（青翅、勾尾翅等，日本翅鯊、闊口真鯊、大青鯊等的鰭）、象耳白翅（三鋒錐齒鯊的鰭）、象耳刀翅（平頭哈那鯊的鰭）、猛鯊翅（姥鯊的鰭）、花鹿翅（皺唇鯊與豹鯊的胸鰭）等等。
（３）魚翅的營養(yǎng)成分 ：主要是軟骨粘蛋白、膠原蛋白和軟骨硬蛋白等，均屬不完全蛋白質(zhì)，烹制時應(yīng)與肉類、雞、鴨、蝦等共烹，以達到蛋白質(zhì)的互補和賦味增鮮的目的。
（４）選擇標(biāo)準(zhǔn) ：以翅筋粗長、潔凈干燥、無霉變蟲蛀、無油根、無夾沙、無石灰筋者為佳。（5）烹飪運用 ：魚翅在使用前均需用水漲發(fā)。由于無顯味，所以必須在烹制前或烹制過程中用高湯或鮮美原料如雞、火腿、干杯、蝦蟹、冬筍、香菇等賦味增鮮。常采用燒、扒的方法成菜，也可燴、蒸、燉、煨等，適于多種味型。代表菜式如黃燜魚翅、紅燒大群翅、蟹黃魚翅、雞茸魚翅、蠔油扒魚翅等。2、魚肚
概念 ：為大黃魚、鰉魚、鱘魚、鮸魚、鮰魚等大中型魚類的鰾的干制品。富含膠質(zhì)，故又稱為魚膠，自古便屬于海珍之一。
品種 ：根據(jù)加工的魚種不同，可分為鳘肚、黃魚肚、鱔肚、鮰魚肚、毛鲿肚、鮸魚肚、鱘魚肚等多種。特別指出：
（1）黃唇肚 是魚肚中品種最好、質(zhì)量最佳的一種，成品為金黃色、鮮艷有光澤、具有鼓狀波紋，稀少而名貴。
（2）行業(yè)上稱為“ 廣肚 ”的是產(chǎn)于廣東、廣西、福建、海南沿海一帶的毛鲿肚和鮸魚肚的統(tǒng)稱。廣肚有雌雄之分。雄的形如馬鞍，略帶淡紅色，身厚，漲發(fā)性能好，入口味美；雌的則略圓而平展，質(zhì)較薄，煲后易溶化。
（3）札膠 是原產(chǎn)于中南美洲的魚肚，亦分雌雄。雌肚身厚，質(zhì)佳，煲后易成糯米粉狀而粘牙；雄肚則身薄肉爽，煮起來不易溶。
（4）魚肚中稱為“ 花心 ”魚肚的品種是由于魚肚內(nèi)未能干透的結(jié)果，因其不易漲發(fā)，品質(zhì)不佳。選擇標(biāo)準(zhǔn)： 魚肚一般以片大紋直、肉體厚實、色澤明亮、體形完整的為上品；體小肉薄、色澤灰暗、體形不完整的為次品；色澤發(fā)黑的，說明已經(jīng)變質(zhì)不能食用。
魚肚的漲發(fā)常采用油發(fā)、水發(fā)或鹽發(fā)。發(fā)好的魚肚色白、松軟、柔糯。烹飪中常采用燒、扒、燴、燉等方法成菜，但烹制時間不必太長；且需用高湯以及鮮美的配料賦味。代表菜式如紅燒魚肚、奶湯魚肚、蝦仁魚肚、干貝廣肚、汆魚肚卷等。3、魚籽醬
又稱魚籽，是新鮮魚子經(jīng)鹽水腌制而成的制品。北歐美人譽為世界三大美食之一。根據(jù)新鮮魚子的來源不同，可分為紅魚籽醬和黑魚籽醬兩大類。其中，品質(zhì)最好的魚籽醬是用產(chǎn)于黑海海域中的 beluga、asetra、sevruga 三種鱘魚的卵制成。
魚籽醬味鮮咸，有特殊的腥味。品質(zhì)好的魚籽醬顆粒肥碩、飽滿圓潤，色澤透明清亮，略帶金色的光澤。魚籽醬在西餐中一般作開胃小吃，或冷菜、冷點的賦味及裝飾用料。也可用于少司的制作，如莫斯科少司。4、魚骨（fish bone）又稱為明骨、魚腦、魚脆
概念 ：以鱘魚、鰉魚的鰓腦骨、鼻骨或鯊魚、鰩魚等軟骨魚類的頭骨、鰭基骨等部位的軟骨加工干制而成。特點 ：成品為長形或方形，白色或米色，半透明，有光澤，堅硬。由于魚的種類及原料骨的位置不同，質(zhì)量有所區(qū)別。通常以頭骨或顎骨制得的為佳，尤以鱘魚的鼻骨制成的為名貴魚骨，稱為龍骨。
運用 ：烹制前需用水漲發(fā)，然后用上湯賦味或與鮮美原料合烹，采用燒、燴、煮、煨等方法做湯、羹菜式；也可配以果品制作甜菜。代表菜式如芙蓉魚骨、清湯魚骨、桂花魚脆。、魚皮(fish-skin)概念 ：由各種鯊魚、鰩魚等魚的背部厚皮經(jīng)加工干制而成。主產(chǎn)于我國沿海地區(qū)。主要品種有犁頭鰩皮、青鯊皮、真鯊皮、姥鯊皮等，以犁頭鰩皮質(zhì)量為最佳。
選擇標(biāo)準(zhǔn) ：選擇時以皮厚身干、無肉、潔凈無蟲傷、有光澤者為上品。
運用 ：經(jīng)漲發(fā)后，采用燒、燴、扒、燜等烹制方法制作菜肴。因本味不顯，需賦鮮味。代表菜式如白汁魚皮、干燒魚皮、涼拌魚皮等。、魚唇（dried fish lip）又稱魚嘴
概念 ：為鱘魚、黃魚、鯊魚、犁頭鰩等魚的唇部軟肉（有時帶有眼腮）的干制品。通常從唇中間劈開分為左右相連的兩片，帶有兩條薄片狀軟骨。以犁頭鰩制成的魚唇為佳品。其主要成分為膠原蛋白。此外，廣東、香港一帶將取自鯊魚尾部的皮也稱為魚唇。
運用 ：本味不顯，烹制時需用上湯賦味或與雞、火腿、干貝等鮮美原料合烹。用水漲發(fā)后，可采用燒、扒、蒸、煮、煨、燴等方法制作菜肴、羹湯。代表菜式如紅燒魚唇、白扒魚唇、肉末魚唇等。、魚信（fish spinal cord as food）又稱為魚筋 概念： 為鯊魚、鱘魚、鰉魚等魚類的脊髓干制品。
特點 ：成品呈長條狀，色白，質(zhì)地較脆 , 產(chǎn)量較低，為名貴原料。
運用 ：烹制前用溫水洗凈，然后上籠蒸至漲發(fā)。由于本味不顯，需用高湯賦味或與肉類、魚類、雞鴨、蝦蟹等鮮美原料合烹。代表菜式如鮮熘魚信、蟹黃魚信、芙蓉魚信等。
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