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第一篇 浆料输送管路 1

第一章 基本概念 1

§1.1 浆料输送管路系统 1

§1.2 管路的分类 3

§1.3浆料输送管路材料的选择 4

一、铸铁管 4

二、钢管 5

三、非金属材料管 5

§1.4管路的连接以及管件和阀门 6

一、管路的连接 6

二、管件 7

三、阀门 8

§1.5管路布置与安装的一般原则和要求 8

§1.6浆泵的扬程和功率和确定 13

一、流体流动的总能量衡算 13

二、浆泵的扬程 16

三、浆泵的功率 17

第二章 浆料在管路中的流动特性 19

§2.1按浓度区分浆料的流动特性 19

§2.2浆料流动的类型 20

一、浆料的流动特性曲线 20

二、超低浓浆料的流动 21

三、浆料的三种流动状态 21

§2.3各种浆料的流动特性曲线 23

一、纤维形成稳定网络的基本条件 23

§2.4纤维网络和网络强度 28

二、纤维网络的强度 29

三、纤维的絮聚团束 31

§2.5塞流 33

一、浆料在A点以前的流动 33

二、浆料在AB段的流动 33

四、浆料在CD段的流动 34

三、浆料在BC段的流动 34

五、浆料在DH段的流动 35

§2.6混流和湍流 35

一、混流 35

二、湍流 36

第三章 浆料输送管路中压头损失的计算 37

§3.1概述 37

§3.2通过实验来预测管道压头损失 37

§3.3预测压头损失的常用数据和图表 40

一、布郎奇特和享勒的数据 40

二、图表 42

§3.4压头损失值的计算公式 48

一、里格的压头损失计算公式 49

二、达菲等的计算公式 50

§3.5里格的压头损失图算法 51

§3.6管路局部位置的压头损失计算 54

一、局部位置引起压头损失的原因 55

二、局部压头损失的计算 56

三、用阻力系数来确定局部压头损失 60

§3.7计算例题 61

§3.8浆料的物理特性对压头损失的影响 65

一、浆料种类的影响 65

二、浆料浓度的影响 68

三、浆料温度的影响 69

四、打浆度的影响 71

五、纤维长度和纤维长径比的影响 73

§3.9流动条件对压头损失的影响 75

一、流速μ的影响 75

二、管径d的影响 75

三、管壁粗糙度的影响 77

§3.10低浓浆料的管路计算 79

一、直管的压头损失计算公式 79

二、局部压头损失的计算 81

§4.1引言 82

第四章 复杂管路的水力计算 82

§4.2串联管路的水力计算 83

§4.3并联管路的水力计算 89

§4.4枝状管路的水力计算 95

§4.5连续均匀泄流管道 96

第五章 浆料输送中管径和流速的选择 101

§5.1简介 101

§5.2管径的选择 102

§5.3常用流速范围 104

§5.4管路年费用折算值 105

一、管路造价F的计算 106

二、年管理费M的计算 107

三、折旧年限y的确定 108

四、单位长度管路造价的计算 108

五、浆泵扬程的计算 110

六、管路年费用折算值的计算 111

§5.5经济管径的计算 112

§5.6浆料输送管路的设计步聚 120

第六章 中浓浆料的输送 122

§6.1简介 122

§6.2中浓浆料在管道中的流动机理 123

§6.3预测管路压头损失的方法 126

一、外推法 126

二、卡米尔数据 127

三、波德海曼（Bodenheimer）的计算公式 128

四、达菲数据 129

五、天津轻机厂推荐的计算式 131

§6.4局部位置的压头损失 134

§6.5影响压头损失的因素 134

一、浓度的影响 134

二、空气含量和静压力的影响 135

三、流动条件的影响 137

四、浆料物理特性的影响 138

§6.6中浓浆料流体化输送的原理 139

一、实现中浓浆料流体化的方法 140

二、高强剪切力场的产生 141

三、中浓浆料在高强剪切应力场中的流型 144

四、结论 147

§6.7中浓浆料流体化实验 148

§6.8具有湍流发生器的离心式中浓浆泵 154

第七章 浆泵的起动阻力 159

§7.1浆泵起动阻力的表现形式 159

§7.2起动阻力的机理 161

一、起动阻力产生的原因 161

二、起动过程的能量方程式 162

三、起动阻力的影响因素 163

§7.3起动阻力的测定 165

§7.4消除起动阻力对浆料输送的影响 169

§8.1管路的振动 173

第八章 管路的振动和水击现象 173

§8.2管路振动的防止和消除 174

§8.3水击和水击波的传播过程 177

§8.4水击的分类 182

一、根据阀门的启闭情况分 182

二、根据水击波的传递情况分 182

§8.5水击压力的计算 183

§8.6水击波的消除 187

§8.7管路的气蚀现象 187

第九章 非牛顿型流的输送计算 190

§9.1流体的分类 190

§9.2描述非牛顿型流体流动的本构方程式 192

一、幂定律 192

二、描述宾汉塑性流体的本构方程式 193

三、描述屈服——假塑性和屈服——涨塑性流体的本构方程式 193

一、K、n和τy的物理意义 195

§9.3流体的鉴别 195

二、用毛细管粘度计测定流态特征系数n、均匀系数K及屈服应力τy 198

三、用转子粘度仪测定特征系数 199

§9.4用幂定律来描述假塑性的涨塑性流体的层流流动 200

一、速度分布 200

二、摩擦损失系数和压头损失的计算式 204

§9.5宾汉塑性流体层流流动的有关计算 206

一、速度分布 206

二、压头损失及摩擦系数 209

§9.6流体流动类型的判别 211

一、判别假塑性和涨塑性流体的流动类型的准则 211

二、判别宾汉塑性流体的流动类型的准则 212

§9.7非牛顿型流体的湍流流动计算 214

一、假塑性流体和涨塑性流体的湍流流动 214

二、宾汉塑性流体的湍流流动 216

一、管路设计计算准备工作 219

§9.9非牛顿型流体输送管路设计计算的方法 219

§9.8局部位置压头损失 219

二、判别流体流动的类型 220

三、直管部分压头损失计算 221

四、局部位置的压头损失计算 221

五、管路总压头损失 221

六、泵的压头H和功率N的计算 221

第十章 流量测量 223

§10.1流量和流量计 223

§10.2测量方法概述 224

一、体积流量和质量流量的测量 224

二、流量的直接测量和间接测量 225

§10.3浮子流量计 226

一、测量原理 226

二、浮子流量计的修正 228

三、浮子流量计安装注意事项 229

一、测量原理简介 231

§10.4 电磁流量计 231

二、电磁流量计的特征 233

三、电磁流量计的构成 233

四、电磁流量计的使用注意事项 234

§10.5用堰测量流量 236

一、简介 236

二、全宽堰和矩形堰的流量计算 238

三、三角形堰和梯形堰的流量计算公式 240

四、堰的构造和设置 241

第二编 浆料输送机械 246

第十一章 离心式浆泵的工作原理 246

§11.1概述 247

§11.2浆泵的主要性能参数 249

§11.3浆泵的能量损失与效率 252

一、机械损失与机械效率 252

二、容积损失和容积效率 253

三、浆流损失与浆流效率 254

§11.4浆料在叶轮中的运动 255

一、浆料在叶轮中流动状态的假设 255

二、速度三角形 257

三、叶轮流道中任意点速度的计算 258

§11.5基本方程式 260

一、基本方程式的推导 260

二、有限叶片叶轮流道中的相对运动对理论扬程的影响 262

三、对基本方程式的分析 263

§11.6浆泵的性能曲线 268

一、扬程——流量（H——Q）曲线 270

二、功率——流量（N——Q）曲线 271

三、效率——流量（η——Q）曲线 272

四、主要有关参数及因素对浆泵性能曲线的影响 273

§11.7相似定律及其应用 279

一、三个相似定律 280

二、比例定律和切割定律 282

三、比转数n？ 289

§11.8浆泵的吸入性能 292

一、吸上真空度H？ 292

二、汽蚀余量？h 294

三、浆料特性对吸入性能的影响 297

第十二章 离心式浆泵的结构特点 301

§12.1浆泵的泵体 302

一、螺旋形压出室 302

二、径向力及其平衡 303

三、整体式和剖分式泵体 305

§12.2浆泵的叶轮 308

结构形式 308

二、轴向力及其平衡 310

三、浆泵叶轮实例 312

§12.3浆泵的轴封 315

一、填料密封 316

二、机械密封 318

§12.4冲浆泵 321

一、叶轮 321

二、泵体 323

§12.5余盘泵 325

§12.6湍流离心式中浓浆泵 328

第十三章 离心式浆泵的运行管理 331

§13.1浆泵运行时的工况点 331

§13.2输浆系统设计中的几个问题 335

一、浆泵的并联与串联运行 336

二、浆泵运行工况的调节 339

三、防止浆泵的不稳定运行 341

四、输浆系统设计方案的优化 343

§13.3选型 343

一、选型的依据 343

二、选型的步聚 344

一、浆泵的安装 347

§13.4使用和维护 347

二、操作程序 349

三、维护和保养 350

四、常见故障及其排除方法 351

§13.5节能 351

一、浆泵节能的意义 351

二、浆泵的能耗分析 352

三、浆泵的节能途径 355

第十四章 容积式高浓浆泵 363

§14.1齿轮式高浓浆泵 363

一、啮合曲线 363

二、输浆性能 367

三、功率特性 370

四、结构与特点 375

五、转子摆线凹槽的加工 378

一、原理、结构及特点 380

§14.2双螺杆高浓浆泵 380

二、转子曲面间的输浆啮合条件 382

三、转子线型的选择 384

四、输浆量与功率计算 385

五、螺杆转子的加工 386

§14.3单转子高浓浆泵 386

一、原理、结构及特点 386

二、转子曲面的计算 388

三、输浆量与功率计算 391

四、转子的加工 392

§14.4高浓浆泵的选型、使用和维护 393

一、高浓输浆系统的设计要求 394

二、高浓浆泵的选型 394

三、高浓浆泵的使用与维护 395

参考文献 396

附录 399