最优单位转速和限制工况单位流量

从比转速与单位参数的关系式ns=3.13 n11（Q11η）0.5可以看出，同样的ns值，可由不同的单位转速n11和单位流量Q11以及效率η的组合来实现。其中，效率η的改变是非常有限的。选取较高的水轮机的单位转速n11，可提高发电机同步转速，减轻发电机重量，降低机组造价。但较高的n11往往引起转轮出口相对流速上升，对水轮机的空化、磨损、运行稳定性带来不利影响，而且较高的单位转速还会引起单位飞逸转速以大致相同的比率上升及转动部件的离心应力升高。水轮机采用较大的单位流量Q11，既可减小水轮机本身的尺寸，降低机组造价，而且可减小厂房尺寸，缩减土建投资。所以，为实现一定的ns值，采用较大的Q11较采用较高的n11更为合理、可行。当然，单位流量也受到水轮机的强度条件和其他一些因素的约束。过高的单位流量往往会导致过流速度偏高，特别是轴面流速偏高，恶化水轮机的综合性能。根据以上全方位的分析，通过提高n11或Q11来达到某一比转速ns，都是不切实际的。国内外水电站的实际运行经验表明，水轮机的综合性能（效率η、空化系数σ、水压脉动相对值ΔH/H）的优劣，在很大程度上与n11、Q11的匹配关系极大，只有当n11与Q11处于最优匹配时，才可能获得最优的水轮机综合性能。