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第一章 离心泵概论 1

第一节 离心泵的分类 1

一、离心泵的结构及分类 1

二、泵型号 1

第二节 离心泵结构 2

一、单级泵 3

二、多级泵 9

第三节 离心泵的主要工作参数 17

一、扬程 17

二、流量 18

一、给水排水及农业工程 19

第四节 离心泵的应用 19

五、转速 19

四、泵效率 19

三、功率 19

二、工业工程 20

三、航空航天和航海工程 22

四、能源工程 23

五、车辆系统用离心泵 25

参考文献 25

第二章 离心泵原理 26

第一节 流体力学基本方程 26

一、理想流体的基本方程 26

二、离心泵叶轮中的相对运动 27

一、无限多叶片假设下的理论扬程 28

第二节 离心泵的基本方程 28

二、叶轮叶片形式和反应系数 29

三、有限叶片数时的理论扬程 31

四、离心泵的实际扬程及损失 32

第三节 离心泵的重要过流部件及其作用原理 36

一、叶轮 36

二、离心泵压水室 36

三、离心泵吸水室 39

第四节 离心泵的结构部件及作用 40

一、轴 40

二、轴承 41

三、密封装置 41

四、轴向力平衡装置 43

第五节 离心泵中的内部流动 45

一、一般离心叶轮中的射流-尾迹流动结构 45

二、离心泵叶轮的内部流态 47

三、离心泵叶轮的进口流态 49

第六节 离心泵的空化 49

一、空化及空蚀机理 49

二、空化的种类 51

三、离心泵的空化参数计算 54

四、空化与空蚀的热力学影响 57

五、空化与空蚀的影响和防护及改善措施 58

参考文献 59

一、离心泵的流动相似 61

第一节 离心泵的相似率 61

第三章 离心泵性能 61

二、离心泵的相似律 63

第二节 泵的比转速 65

一、比转速公式的确定 65

二、泵的相似设计 65

三、性能曲线的换算 66

四、比转速与离心泵过流部件几何形状的关系 66

第三节 比例定律与相似抛物线 67

一、比例定律 67

二、相似抛物线 67

一、离心泵的工作特性曲线 68

第四节 离心泵的性能曲线 68

二、离心泵的综合特性曲线 71

第五节 离心泵的选择 72

一、离心泵的型谱 72

二、离心泵的选型计算 73

第六节 泵的串联和并联 76

一、泵的运行工况点 77

二、两台泵的串联 78

三、两台泵的并联 79

四、串联与并联的选择 79

第七节 离心泵的运行工况调节 80

一、改变管路特性曲线调节法 80

二、改变泵性能的调节法 81

参考文献 84

第八节 流体特性对泵性能影响的分析 84

第四章 离心泵试验 86

第一节 离心泵的试验系统 86

一、离心泵的试验概述 86

二、离心泵的能量和抗空化性能试验系统 87

三、主要试验装置元件 88

第二节 离心泵能量参数的测量 89

一、压力和扬程的测量与计算 89

二、流量的测量与计算 91

三、转矩和转速的测量与计算 94

第三节 离心泵的空化及空蚀试验 96

一、空化试验的类型 96

一、换算为规定转速下的性能 97

二、试验中空化余量的计算 97

第四节 离心泵试验结果的整理 97

二、试验结果的评定 98

第五节 离心泵的内部流场试验 98

一、概述 98

二、毕托管技术 99

三、离水泵吸水池内部流动的PIV测量 99

参考文献 104

第五章 离心泵水力设计 105

第一节 离心泵水力设计概述 105

一、模拟设计法 105

第二节 离心泵基本参数选择 106

五、面积比法 106

四、自由涡旋法 106

二、变型设计法 106

三、设计系数法或速度系数法 106

一、泵的主要设计参数 107

二、泵叶轮等部件几何参数的相似换算 109

三、泵叶轮主要参数的选择和计算 111

第三节 离心泵叶片的水力设计 117

一、一元流动中轴面流线的绘制 117

二、叶片型线微分方程式 118

三、参数变化规律的给定 119

四、叶片绘型 120

五、叶型的加厚及叶片剪裁图 122

六、圆柱形叶片绘型 124

一、概述 126

第四节 离心泵压水室的水力设计 126

二、螺旋形压水室 127

三、环形压水室 131

四、导叶式压水室 132

第五节 离心泵吸水室的水力设计 135

一、概述 135

二、环形吸水室水力设计 136

三、半螺旋吸水室的设计 136

第六节 离心泵诱导轮水力设计 138

一、概述 138

二、诱导轮几何参数选择 140

三、诱导轮的设计 141

参考文献 143

第一节 离心泵水力设计CAD的基本概念 144

一、概述 144

第六章 离心泵水力设计CAD介绍 144

二、离心泵水力CAD的流程 145

三、离心泵水力CAD软件资源 145

第二节 离心泵过流通道CAD计算 147

一、比转速及空化比转速 147

二、效率及电动机功率的确定 148

三、泵的进出口直径及最小轴径 148

四、速度系数法确定水力设计几何参数 149

第三节 离心泵叶轮水力CAD 150

一、离心泵叶轮轴面图的绘制 150

五、模型换算法 150

二、叶片骨线的计算 157

三、叶片加厚及轴面木模图 157

四、叶片木模图 158

第四节 离心泵螺旋压水室水力CAD 158

一、基本参数 158

二、扩散管 159

第五节 半螺旋形吸水室水力CAD 160

参考文献 161

第七章 离心泵内部三维湍流计算 162

第一节 离心泵内部流动纳维-斯托克斯方程 162

第二节 离心泵内部三维湍流的计算方法 162

二、粘性流动计算 163

一、无粘性流动解 163

第三节 湍流模型及其应用 165

第四节 离心泵内部流动计算的发展 166

一、水力机械三维湍流计算的最新进展 166

二、水力机械三维湍流计算的今后发展 167

三、关于水力机械中三维空化湍流模型和计算的研究 167

四、水力机械中三维多相湍流模型和计算 168

第五节 离心泵三维湍流计算实例 169

一、概述 169

二、控制方程 169

三、湍流模型 169

四、数值计算方法 170

六、结果及其分析 171

五、边界条件 171

第六节 离心泵三维湍流计算在设计中的应用 176

参考文献 176

第八章 离心泵全三元反问题计算 177

第一节 离心泵三元反问题计算研究概况 177

一、离心泵的水力计算和三元反问题计算 177

二、三元反问题计算研究概况 178

第二节 离心泵叶轮全三维反问题计算的基本概念 180

一、离心泵叶轮全三维反问题计算的假设 180

二、离心泵叶轮全三维反问题计算的基本原理 180

第三节 离心泵叶轮全三维反问题计算的数学模型 181

一、平均流动方程 181

二、周期流动方程 184

第四节 叶片表面的流动参数分布 186

一、叶片正背表面的坐标 186

三、叶片方程 186

二、叶片中间面速度 187

三、叶片正背面速度 187

四、叶片正背面的压力分布 187

五、叶片正背面的压力差分布 187

六、叶片出口边的库塔条件 187

第五节 贴体坐标系中的控制方程 188

一、贴体坐标变换 188

三、平均势函数方程的转换 189

四、由环量引起的周期方程的转换 189

二、平均流函数方程的转换 189

五、由源汇引起的周期方程的转换 190

六、源汇强度计算式的转换 190

七、叶片厚度计算式的转换 190

八、叶片方程的转换 190

九、边界方程在贴体坐标系中的形式 191

第六节 贴体坐标系中控制方程的数值离散 191

一、平均流函数方程的离散 192

二、与源汇相关的平均势函数方程的离散 192

三、与环量相关的周期方程的离散 193

四、与源汇相关的周期方程的离散 194

五、叶片方程的离散 194

参考文献 195