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根据水轮机相似理论（参见水轮机相似律），用模型水轮机在专门的试验台上进行的以确定原型水轮机各种参数和性能的试验工作。按试验的性质可分为：研制新型号水轮机的开发试验、对制造厂提出的模型进行验收试验以及对水轮机各种问题开展专门研究的研究试验等。 水轮机的模型试验在专门设计的试验台上进行。按试验的功能，试验台可分为：能量试验台、空化试验台、冲击式水轮机试验台、过渡过程试验台和可进行水泵水轮机四象限特性试验的试验台等。水轮机的能量、空化、水压脉动、飞逸特性等试验往往都要求在水头和精度较高的同一座试验台上，即空化试验台上进行，一些大型水轮机试验台往往同时具有双向可逆试验的功能，即同时能进行水泵水轮机的特性试验。 反击式水轮机通常进行的试验内容有： （1）能量试验。主要是对模型水轮机在不同开度下的流量和效率进行测定。对轴流转桨式水轮机，则需在各种桨叶角度下分别进行测定。由于空化对水轮机的流量、比能、效率和出力等有可能产生一定的影响，故对水轮机能量的检验，要求在相应于电站下游水位的装置空化系数下进行。水轮机的能量测定已很少采用能量试验台，大多已改在空化试验台上进行。此外由于模型的雷诺数总是小于真机，故从模型试验所得的结果（效率和出力等），还需按一定的修正公式进行修正（参见水轮机相似律）。 （2）空化试验。主要试验内容：通过改变尾水真空箱的真空，调整空化系数值，记录效率、出力、流量等特性随空化系数的变化，同时通过目测或仪表测试等方法测定水轮机各部位在各种工况下出现的空化状况；确定不同运行工况下的临界空化系数和初生空化系数等（参见水轮机空化特性）。空化试验需考虑弗劳德数、雷诺数和水质的影响。 （3）飞逸特性试验。测试在各种开度下的飞逸转速，确定最大可能的飞逸转速值，作为计算机组转动部件刚强度的依据。试验要求在相应的装置空化系数下进行。为了试验装置的安全，进行最大飞逸转速试验时常适当降低试验水头。 （4）稳定性试验。用以检验水轮机在各种运行工况下过流通道中的水压脉动状况。特别是混流式水轮机偏离最优工况后，将出现尾水管涡带、小开度水压脉动等多种水力不稳定现象。 （5）力特性试验。用以作为设计机组相应部件应力和接力器容量的依据。一般较少进行。 （6）其他试验。如为解决稳定性进行的补气试验，结构措施（如稳流架等），蜗壳流量计系数的率定，以及水泵水轮机四象限特性等的试验。 为了检验制造厂所提出的水轮机的参数和性能，通常由用户选择第三方的试验台（称为中立试验台）由厂家提供模型进行模型验收试验。用作验收试验的试验台的技术参数必须符合有关标准的要求。中国规定：中高比转速混流式、轴流式、斜流式和贯流式模型转轮的直径不小于350mm，效率试验的综合误差不大于0.3%，混流式试验水头不低于20m，此外还要具备能进行压力脉动、空化观测、力特性以及用户提出的感兴趣的问题的各种试验功能。国际上较有名的中立试验台为设立在瑞士洛桑的水轮机试验台。中国从20世纪80年代起，修建了多座大型水轮机试验台，其中中国水利水电科学研究院、哈尔滨大电机研究所、东方大电机研究所、富春江发电设备厂和天津电力传动研究所等修建的大型水轮机综合试验台，都采用了高精度的数据自动采集分析系统与空化观测等先进测试手段，达到了国际验收试验台的标准。中国水利水电科学研究院和天津勘测设计院科研所还建立了世界上仅有的2座浑水水轮机试验台，可进行在水中含有泥沙条件下水轮机性能的试验和验收试验。
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