1. 水轮机的基本原理
原理：
空蚀主要是由于铸造和加工缺陷形成表面不平整、砂眼、气孔等所引起的局部流态突然变化而造成的。转桨式水轮机的局部空化和空蚀一般发生在转轮室连接的不光滑台阶处或局部凹坑处的后方；其局部空化和空蚀还可能发生在叶片固定螺钉及密封螺钉处，这是因螺钉的凹入或突出造成的。
混流式水轮机转轮上冠泄水孔后的空化和空蚀破坏，也是一种局部空化和空蚀。
2. 水轮机运行原理
抽水蓄能电站不是为了开发水能资源向系统提供电能的，而是以水作为蓄能介质起到调节电能的作用。抽水蓄能电站包括抽水蓄能和放水发电两个过程，当电力系统负荷处于低谷时，电站机组作电动机一水泵运行，利用电力系统多余的电能将低水池(又称下库）中的水打入高水池(又称上库），以水的势能形式贮存起来，等到电力系统负荷处于高峰时，电站机组作为水轮机一发电机运行，将高水池中的水放下，冲动水轮机发电，这时抽水蓄能电站向电力系统供电。
3. 水轮机的基本原理图
水轮泵是一台靠水力驱动的抽水机，主要由水轮机和水泵组成。水轮泵的离心泵压出室呈蜗壳状，机坑也被设计成和水轮泵方向相反的蜗壳状。水轮泵的工作原理其实很简单——当引流的溪水滚滚而来时，下落的水流到此受阻回流，水流驱动水轮机的转轮旋转，转动中的转轮又会驱动水泵叶轮，从而达到源源不断提水作业的目的。在这个过程中，水轮泵整机淹没在水中运转。
4. 水轮机转轮的作用和工作原理
水流流径迷宫环时，流道时而扩张，时而收缩，增大对水流的局部阻力和没程阻力，使水流不易通过，从而达到减少漏水损失的目的。
上迷宫为转轮与顶盖间设备，下迷宫是转轮与底环间的设备，是水泵水轮机特有，机组在转抽水运行，需调相压水，此时水位在尾水管段，转轮旋转与其他固定设备会发生干摩擦，故设有迷宫，一方面水封，一方面冷却。
迷宫设有专门冷却水管路供水，阀门只在调相压水时开启。
5. 水轮机原理图
“水力发电机”的工作原理是：
水流冲击水轮机转轮，使其转动，并通过主轴带动发电机转子跟着转动，在发电机转子线圈中
通入直流电流，转子线圈就会产生旋转磁场，磁力线在旋转过程中，被定子线圈切割，根据电
磁感应原理，定子线圈中就会产生电压，定子线圈接入负载后，定子线圈中产生电流。
水力发电机（水轮机）的原理是水流经过水轮机时，将水能转换成机械能，水轮机的转轴又带
动发电机的转子，将机械能转换成电能而输出。
6. 水轮机原理及水力设计
水轮泵是水轮机与离心泵结合为一体的中、小型输水泵，又称水力抽水机。它直接利用水的下落作为动力推动水轮运转。在落差大于1 米、流量大于 0.1米3/秒的河流、水库和渠道上均可安装水轮泵 提水。占水轮泵绝大多数的低、中水头水轮泵(水头为20米以下)一般采用立式结构。