В данной работе создана программа проектирования бетонных спиральных камер гидротурбин различных геометрических конфигураций. Теоретической базой служила методика гидравлического расчёта спиральных камер. Использовался высокоуровневый язык программирования Python. При разработке программы реализованы два способа проектирования спирального канала: Проектирование сечений исходя из условия δ_сп=const, вычисленного для входного сечения; Проектирование по заданным пользователем коэффициентам скорости для каждого из сечений. Для анализа существующих спиральных камер в программе предусмотрена возможность гидродинамического расчёта спирального канала по заданным размерам. В работе отмечены трудности, возникающие при проектировании колонн в открытой части бетонной спиральной камеры и рассмотрена возможность их «подкрутки» по результатам CFD-анализа. Исходя из результатов моделирования потока были скорректированы профили трёх статорных колонн в исходной спиральной камере, что позволило уменьшить значение гидравлических потерь. В процессе работы при помощи созданной программы была спроектирована новая спиральная камера. Использован способ проектирования по заданным пользователем коэффициентам скорости для каждого из сечений, что позволило выполнить условие для коэффициента скорости n<1,4÷1,5 в области зуба спиральной камеры. CFD-анализ спроектированной спиральной камеры с оптимизированными профилями колонн статора показал повышение её гидравлических качеств по сравнению с исходной. Разработанная программа автоматизирует процесс проектирования бетонных спиральных камер, что обуславливает её практическую применимость как в учебных, так и в производственных целях.

In this work, a program for the design of semi-spiral case of hydraulic turbines of various geometric configurations is created. The theoretical basis was the method of hydraulic calculation of spiral cases. The high-level programming language Python was used. When developing the program, two methods of designing a spiral channel are implemented: Design of sections based on the condition δ_sp=const calculated for the input section; Designing according to user-defined speed factors for each of the sections. For the analysis of existing spiral cases, the program provides for the possibility of hydrodynamic calculation of the spiral channel of given proportions. The work notes the difficulties encountered in designing the stay vanes in the open part of the semi-spiral case and considers the possibility of their “tightening up according to the results of CFD-analysis. Based on the results of the flow simulation, the profiles of three stay vanes in the initial spiral case were adjusted, what made it possible to reduce the value of hydraulic losses. In the process, using the created program, a new spiral case was designed. A design method based on user-specified speed coefficients for each of the sections was used, what made it possible to fulfill the condition for the speed coefficient n<1,4÷1,5 in the nose vane of the spiral case. CFD-analysis of the designed spiral case with optimized stay vanes profiles showed an increase in its hydraulic qualities compared to the initial one. The created program automates the design process of concrete spiral cases, what determines its practical applicability both for educational and production purposes.