叶片泵的非设计工况及其优化设计PDF电子书下载

序 1

前言 1

符号说明 1

第一章 绪论 1

目录 1

第一节　叶片泵的设计要求 2

一、叶片泵的使用和选择 2

二、叶片泵的基本设计要求 4

第二节 叶片泵的传统设计方法及存在的主要问题 6

二、叶片泵的非设计工况 7

一、按设计工况进行叶片泵设计的传统方法 7

三、传统设计方法的主要问题 10

第三节 叶片泵设计的优化方法和非设计工况的修正 10

一、叶片泵在设计工况时的优化设计方法 11

二、从分析非设计工况入手预测叶片泵性能曲线 12

三、叶片泵性能的调整 12

第二章 叶片泵的基础知识 13

第一节　叶片泵的基本参数 13

一、叶片泵的性能参数 13

二、叶片泵通流部件的几何参数 14

三、叶片泵的水力参数 22

四、吸入特性参数 25

第二节　叶片泵的相似律和比转速 27

一、叶片泵的相似律 27

二、叶片泵的比转速 27

第三节 叶片泵性能、几何形状与比转速的关系 31

一、扬程-流量特性和扬程系数 31

二、输入轴功率特性Pa-Q 31

三、效率图表 31

四、吸入特性 32

五、按比转速分类 35

第三章　叶片泵的泵内损失 37

第一节 叶片泵内部的各种损失 37

一、水力损失δh 37

二、容积损失δv 38

三、轮盘摩擦损失δD 38

四、机械损失δm 39

第二节　叶片泵内的水力损失 39

一、吸入段损失 39

二、叶轮内损失 40

三、蜗壳内损失 43

四、总水力损失 48

第三节　叶片泵的容积损失 49

一、容积损失的计算 49

二、容积效率ηv 53

第四节　叶片泵的轮盘摩擦损失 54

第五节　叶片泵的机械损失 56

一、叶片出口安装角β2＊ 57

第六节　叶片泵中流动参数与叶片安装角之间的关系 57

二、叶片进口安装角β1＊ 58

三、液流过叶片的平均流动方向角β∞ 58

第七节　叶片形状负荷准则 59

一、欧拉基本方程式及叶片负荷 59

二、理论上的负荷准则 61

三、实际的负荷限制 62

四、NACA-4数组16系列翼型 63

五、翼型资料的应用 63

六、其他设计限制 65

第一节　概述 67

第四章 按最高效率设计叶片泵的通流部件 67

第二节 叶片泵现有设计实践中的主要问题 69

一、叶片泵设计的特点 69

二、叶片泵具体尺寸的设计 70

三、通流部件流道边界的确定 74

四、叶轮叶片其他参数的选择 74

第三节　叶片泵的最优结构 77

一、叶片泵流动分析的数学模型 77

一、输入资料 80

第四节　叶轮内损失的优化分析 80

二、优化过程 80

二、两组参数的改变和它们的可能范围 81

三、假定 81

四、计算顺序 82

五、小结与分析 90

第五节　叶片泵中其他损失的综合优化 96

一、假定 97

二、输入资料 97

三、独立变量 98

四、计算顺序 98

五、数值分析 104

第六节 叶片泵其他几何变量和基本输入资料改变的影响 108

一、叶片泵其他几何变量的影响 108

二、基本输入资料改变的影响 110

第七节　叶片泵效率综合图表 116

第五章 叶片泵的非设计工况 119

第一节 叶片泵的泵内回流 120

一、叶片泵的非设计工况与泵内回流 120

二、泵内回流产生的原因分析 123

二、失速点流量QST 127

一、临界流量Qcr 127

第二节 伴随不同流量区段叶片泵的性能和可能出现的异常现象 127

三、脱流点流量 128

四、出现环流和回流的流量 128

第三节 叶片泵泵内流动分析模型的推导（流道几何特征与非设计工况流动状态之间的关系） 129

一、流动假定 129

二、近似关系式 130

三、小于临界流量（Q＜Qcr）时叶轮内部速度的分布 135

四、绝对速度的周向分速度Cul 136

五、回流点流量QBF 137

六、功率消耗 140

七、叶片翼型产生失速时的负荷变化 142

第六章 叶片泵非设计工况的性能估算 143

第一节 根据叶片泵已有性能曲线H-Q计算几种典型的非设计工况 143

一、临界流量Qcr 143

二、回流点流量QBF 143

三、失速点流量QST 144

第二节　叶片泵非设计工况的性能预测 146

一、经验统计法 147

二、半经验的系数修正法 147

三、解析法 151

第三节　叶片泵吸入性能预测 154

第四节　设计中推迟叶轮流道内产生失速的措施 155

一、增加叶片数 155

二、加长叶片长度 156

三、减小扬程系数ψ2 156

第五节　设计中延迟回流产生的措施 157

一、回流影响因素的分析 158

二、可供采用的延迟回流的设计措施 160

第七章 兼顾效率和低NPSHr的叶片泵设计及叶轮整体绘形 163

一、假定 164

第一节　兼顾效率和低NPSHr的叶片泵结构 164

二、与NPSHr有关参数的确定和计算步骤 165

三、数值计算 166

第二节　最优结构分析及试验检验 168

一、比转速对损失的影响 168

二、对损失解析计算的分析 169

三、试验成果对解析的修正 170

第三节　叶片泵叶轮结构设计 172

一、叶轮轴面图的绘制 172

二、叶轮设计计算 173

四、叶轮损失的重新估算 181

三、绘制叶片翼型图和叶轮零件图 181

第八章 叶片泵性能调整与叶轮几何形状和尺寸的修正 182

第一节　试验成果分析 182

一、试验成果的意义 182

二、试验要求 184

三、几种典型试验结果的分析 184

第二节 叶片泵H-Q性能曲线的调节 187

一、降低H-Q性能曲线 187

二、提高H-Q性能曲线 187

三、改善H-Q性能曲线 190

四、移动BEP在H-Q性能曲线上的位置，改善叶片泵的效率 195

第三节　改善NPSHr的特性 197

一、NPSHr-rQ曲线形状的改善 198

二、移动NPSHr-Q曲线 198

三、改变大流量时NPSHr-Q曲线的斜率 200

四、降低小流量区的NPSHr-Q曲线 200

第四节　改变叶片泵性能曲线的其他方法 201

一、减小关死点扬程 201

二、适度提高扬程和效率 201

三、改善混流泵和轴流泵性能曲线的稳定性 202

附录 204

附录A　滑移系数公式 204

附录B NPSHr与叶片泵进口几何尺寸之间的关系 208

附录C　非均匀进口流动的锥形扩散管中的扩散损失 209

附录D　NACA-4翼型的理论空化参数 210

附录E　叶轮轴面势流网的绘制 212

附录F　翼型升力方程式 214

附录G　最优喇叭形扩散管 219

参考文献 221