叶轮机械 计算与设计PDF电子书下载

A部分 叶轮机械零部件的流体动力设计和计算 1

1．确定叶轮的主要尺寸 1

1.1 概述 1

目录 1

1.2 水轮机叶轮 2

1.2.1 切击式水轮机叶轮 2

1.2.2 混流式水轮机叶轮 8

1.2.3 转桨式水轮机叶轮 11

1.2.4 斜流式水轮机时轮 13

1.2.5 灌注式水轮机叶轮 14

1.3.1 引言 18

1.3 轴流式汽轮机和燃气轮机的叶轮 18

1.3.2 简化的级理论 19

1.3.3 级特性参数 24

1.3.4 级数的估计 25

1.3.5 叶栅通道变化 25

1.3.6 型面形状 27

1.4 向心涡轮机叶轮 29

1.4.1 引言 29

1.4.2 简化的级理论 29

1.4.3 用特性参数确定主要尺寸 31

1.5.1 引言 33

1.5.2 离心泵叶轮 33

1.5 叶轮泵的叶轮 33

1.5.3 轴流泵叶轮 41

1.6 通风机叶轮 52

1.6.1 引言 52

1.6.2 离心通风机叶轮 52

1.6.3 轴流通风机叶轮 60

1.6.4 贯流式通风机叶轮 71

1.7 压缩机叶轮 74

1.7.1 压缩机级理论的简要说明 74

1.7.2 确定离心压缩机级的尺寸 77

1.7.2.1 引言 77

1.7.2.2 用无因次特性参数确定叶轮尺寸 78

1.7.2.3 用计算图和参考值确定叶轮尺寸 79

1.7.2.4 级数选择 82

1.7.3 确定轴流压缩机级的尺寸 85

1.7.3.1 引言 85

1.7.3.2 轴流压缩机的主要参数 85

1.7.3.3 由无因次特性参数确定主要尺寸 87

1.7.3.4 用计算图设计轴流压缩机 88

2．叶栅 94

2.1 概述 94

2.2 径流式叶栅 95

2.2.1 旋转径流式叶栅（叶轮） 95

2.2.1.1 在旋转径流式叶栅中的流动原则 95

2.2.1.2 收缩系数k 98

2.2.1.3 不足功率系数 100

2.2.1.4 叶片设计 107

2.2.2 固定的径流式叶栅（导轮） 115

2.2.2.1 引言 115

2.2.2.2 泵的导轮 115

2.2.2.3 回流器叶片 117

2.2.2.4 离心压缩机导轮 119

2.2.2.5 混流式和转桨式水轮机的导轮 122

2.2.2.6 向心涡轮机导轮 124

2.3.1 引言 125

2.3 轴流式叶栅 125

2.3.2 轴流式叶栅的分类和基本概念 126

2.3.3 轴流式叶栅内的流动和作用力 127

2.3.4 轴流式叶栅的基本尺寸方程 136

2.3.5 叶栅设计 140

2.3.6 关于确定导轮和叶轮之间间距的几点提示 150

3．叶轮机械的其它部件 162

3.1 喷嘴 162

3.1.1 进口喷嘴 162

3.1.2 拉瓦尔喷管 165

3.1.3 切击式水轮机的喷嘴 168

3.2.1 引言 173

3.2.2 流动情况 173

3.2 扩压器 173

3.2.3 环形扩压器 174

3.3 蜗壳 179

3.3.1 估计进口或出口截面 179

3.3.2 确定蜗壳截面 179

3.4 ．入流室和出流室 187

B部分 叶轮机械各部件的强度计算和设计 190

4．回转部件 190

4.1 简化的基本元件 190

4.1.1 棱柱形杆 190

4.1.1.1 应力 191

4.1.1.3 弯曲固有频率 192

4.1.1.2 径向伸长 192

4.1.1.4 扭转固有频率 193

4.1.2 环（转鼓，轮缘） 194

4.1.3 等厚度圆盘（宽度一定） 196

4.2 任意型面圆盘（变厚度） 201

4.3 等强度圆盘 206

4.4 径流式叶轮 207

4.4.1 引言 207

4.4.2 Eck的近似计算 208

4.4.3 叶轮分解成轮盘和叶片 209

4.4.4 径流式叶轮叶片的弯曲计算 211

4.4.5 几点设计原则 213

4.5.1 引言 215

4.5 轴流式叶轮 215

4.5.2 离心载荷 216

4.5.3 轴流叶片的弯曲载荷 218

4.5.4 叶片的扭转载荷 220

4.5.5 刚性固定叶片的弯曲固有频率 221

4.6 轴 228

4.6.1 转子形状 228

4.6.2 力和力矩 229

4.6.2.1 引言 229

4.6.2.2 轴向力 231

4.6.2.3 径向力 233

4.6.3 应力和变形 235

4.6.4 弯曲临界转速 236

4.6.4.1 引言 236

4.6.4.2 弯曲临界转速的近似计算 239

4.6.4.3 影响临界转速的其它因素 246

4.6.5 扭转临界转速 251

4.6.6 设计规则和操作说明 252

4.7 转子 253

4.7.1 转子的结构 253

4.7.2 转子的计算 254

5.1 概述 258

5.2 内压圆柱形壳体 258

5．壳体 258

5.3 圆形平板 260

5.4 拱形底 268

5.5 球形壳体 269

5.6 接管 270

5.7 法兰 273

5.7.1 法兰型式 273

5.7.2 管法兰（圆形法兰） 275

5.7.2.1 外力 277

5.7.2.2 螺钉力 284

5.7.2.3 法兰的计算 284

5.7.3 壳体法兰（水平中分面法兰） 285

5.7.4 螺钉 290

5.8 壳体定位 293

6．密封 296

6.1 接触密封 296

6.1.1 填料函 296

6.1.1.1 引言 296

6.1.1.2 结构组成和工作原理 297

6.1.1.3 填料 298

6.1.1.4 结构提示 300

6.1.1.5 作用在填料表面及其内部的力、压力和力矩 303

6.1.1.6 一些特殊的填料函结构 307

6.1.2 轴向端面密封 310

6.1.2.1 引言 310

6.1.2.2 结构和工作原理 311

6.1.2.3 端面密封上的力和力矩 313

6.1.2.4 端面密封的布置和结构 316

6.1.2.5 泄漏量 317

6.1.2.6 实例 319

6.1.3 径向轴封圈 321

6.1.3.1 结构和工作原理 321

6.1.3.2 密封的选择 322

6.1.3.3 结构设计原则 323

6.2 非接触密封 327

6.2.1 引言和分类 327

6.2.3.1 轴向间隙 328

6.2.3 间隙密封 328

6.2.2 无压力非接触密封 328

6.2.3.2 径向间隙 338

6.2.3.3 浮环密封 339

6.2.4 迷宫式间隙密封 340

6.2.4.1 流量方程（泄漏） 340

6.2.4.2 结构提示 343

7．轴承 346

7.1 概述 346

7.2 滑动轴承 346

7.2.1 构造形式 346

7.2.2 径向轴承 347

7.2.3.1 引言 353

7.2.3 止推轴承 353

7.2.3.2 平滑止推轴肩式止推轴承的计算 354

7.2.3.3 斜楔面式止推轴承的计算 356

7.2.3.4 倾斜块式止推轴承 361

7.3 滚动轴承 365

7.3.1 引言 365

7.3.2 选择轴承型式 365

7.3.3 选择轴承规格（定尺寸） 367

7.3.4 极限转速 370

7.3.5 公差与配合 371

7.3.6 轴承空隙 372

7.3.7 设计问题 372

7.3.9 润滑 373

7.3.8 密封 373

7.3.10 安装 377

7.3.11 实例 379

8．联轴节 388

8.1 刚性联轴节 388

8.2 弹性联轴节 393

8.3 齿形联轴节 397

9．基础 401

9.1 概述 401

9.2 基础设计 401

参考文献 404