泵与风机系统的能量学和经济性分析PDF电子书下载

上篇 不可压缩介质流体动力系统分析理论基础 1

第1章 流体机械及流体动力系统概说 1

1.1流体及流体系统 1

1.2流体机械简述 4

1.3流体动力系统概述 5

1.4流体动力系统能量学及其阐述方法 9

第2章 液体系统运动学和动力学 12

2.1流场、流线、流速、流量 12

2.2绝对流动和相对流动，有压流动与无压流动 13

2.3液体系统的动力学分析（一） 16

2.3.1表面力和质量力 16

2.3.2速度量的微观表征 17

2.3.3理想液体定常流动的运动微分方程式 18

2.3.4伯努利方程及其物理意义 19

2.3.5伯努利方程的工程应用化拓展 20

2.4液体系统的动力学分析（二） 24

2.4.1定常流动总流的动量矩方程 24

2.4.2定常流动总流的动量矩方程 25

2.5运动液体的流态及机械能头损失 26

附表2-1给水铸铁管水力计算表 30

附表2-2钢管水力计算表 31

附表2-3给水塑料管水力计算表 35

附表2-4钢板圆形风管计算表 36

附表2-5钢板矩形风管计算表 42

第3章 流体系统能量关系的工程热力学阐述 54

3.1热力学讨论中若干常用术语的概念含义 54

3.2热力学第一定律及其在各种典型热能—流体动力单元中的具体形式 58

3.2.1热力学第一定律的表述及其物理本质 58

3.2.2稳定流动系统中热力学第一定律的解析表示 58

3.2.3轴功量wsh的计算 59

3.2.4热力学第一定律对各种热能—流体动力装置的具体表示形式 59

3.2.5关于热力学第一定律的讨论 62

3.3热力学第二定律及其重要工程意义 63

3.3.1热力学第二定律的表述及其本质含义 63

3.3.2热力循环和热能利用的有效性 64

3.3.3关于“？”和“？效率”的概念以及能量的“可用性”问题 66

3.3.4经济？效率及其广义使用 67

3.3.5热力学第二定律的重要工程意义 67

3.4液体系统中的能量质量（品质）问题——热力学第二定律在液体系统中的拓展 68

3.5能量质量观及可用性概念在水力机械系统工程中的意义及若干体现 71

3.5.1关于液体系统中某些能量学现象的重新审视 71

3.5.2关于水力机械中若干问题的分析 71

3.5.3其他方面的指导意义 73

下篇 泵与风机系统能耗经济性的评估计算及设计优化的工程定量方法 75

第4章 泵与风机工作理论简述 75

4.1叶片泵的结构和性能参数 75

4.2叶片泵的基本方程式和特性曲线 82

4.2.1叶片泵理论扬程的表达式 82

4.2.2理论扬程的能量学意义诠释 83

4.2.3 泵的实际扬程和特性曲线 85

4.2.4关于轴流泵 87

4.3叶片泵的抗汽蚀特性——汽蚀余量 87

4.3.1汽蚀现象 87

4.3.2“装置汽蚀余量”NPSHequ和“泵的汽蚀余量”NPSHp 88

4.3.3泵工作中出现汽蚀的条件 90

4.3.4泵的吸入真空高度Hs 90

4.3.5泵的安装高度Zpu的确定 91

4.3.6泵系统的抗汽蚀对策 91

4.4叶片泵的相似理论 92

4.4.1离心泵的相似工况 92

4.4.2离心泵在相似工况工作的参数关系 93

4.5离心泵的叶轮切割和泵的系列型谱 98

4.6泵的运行工况调节和泵液系统的若干基本组成方式 100

4.6.1泵的工况调节 100

4.6.2泵液系统工作的稳定性问题 101

4.6.3泵的串、并联运行 102

4.6.4系统中管路特性的叠加分析 103

4.6.5参数自动控制的叶片泵系统 104

4.7风机及其工作系统 104

4.7.1通风机的能头参数——升压 104

4.7.2通风机的标准进口状态 105

4.7.3通风机的结构特点 105

4.7.4通风机的升压方程 107

4.7.5通风机的性能参数 108

4.7.6通风机的特性 109

4.7.7相似理论应用的计算关系式 111

4.7.8通风机在管网中的工作及调节 112

4.7.9通风机运行中的喘振及噪声问题 113

附表4-1 IS单吸单级离心泵性能参数 113

附表4-2 IB单吸单级离心泵性能参数 114

附表4-3双吸泵的性能参数 115

第5章 泵机系统能耗经济性的评价指标和计算方法 117

5.1若干传统观点的质疑和泵的KE特性 117

5.2泵液系统的“用场”特点及其能量学的工程诠析 121

5.2.1流量型用场 122

5.2.2功率型用场 122

5.2.3泵液系统能量学的工程诠析 123

5.3泵的输液工作经济性分析和“管路换能耗”原理 124

5.3.1 KE曲线的能量学和经济性含义解读 124

5.3.2关于若干问题的新认识 128

5.3.3泵机系统变转速调节方案节能原理的KE阐述 130

5.4与KE参数使用相关的其他若干问题 133

5.4.1不同类型泵的能耗水平差异 133

5.4.2半流量相对能耗系数KE（qv=0.5），半压降相对能耗系数KE（H=0.5）和半压降相对流量qv（H=0.5） 134

5.4.3关于叶轮切割时的KE特性 134

5.5实例讨论 134

5.5.1系统简况 135

5.5.2系统实际工作性能的测试 138

5.5.3若干相关问题分析 141

5.5.4关于系统工作的经济性评估和讨论 143

5.6轴流泵的KE特性 146

5.7风机的KE特性 147

第6章 流量型用场泵与风机系统的设计问题 149

6.1泵与风机系统设计的现状 149

6.2泵液系统设计的优化问题 150

6.2.1优化设计的任务 150

6.2.2目标函数的数学模型及系统的优化设计 150

6.2.3关于管路设计问题 153

6.2.4关于泵机装置构建形式的优化 153

6.2.5泵液系统设计的新思路——高效管路 154

6.3变工况运行系统的平均能耗系数 155

6.3.1等概率运行平均能耗系数KE，av（或KE，av） 156

6.3.2时间加权平均能耗系数KE，av，w 159

6.3.3 KE，av和KE，av，w的不同应用特点 161

6.3.4变转速调节工况时的KE，av和KE，av，w计算 161

6.4系列泵机产品的总体KE变化态势 161

6.5流量型泵液系统设计的若干具体问题 164

6.5.1一般情况 164

6.5.2系统的初步设计 165

6.5.3 qv，ep和hcp（Hcp）均为确定值时的系统设计 166

6.5.4 h0≈0的泵液系统设计 166

6.6流量型泵液系统变工况工作系统设计问题 167

6.6.1变流量工作的不同特点 167

6.6.2液力偶合器调速运行的泵液系统 168

6.6.3泵液系统的泵管阀三要素调控运行及系统设计 173

6.6.4不同运行方案的比较 175

6.6.5变流量工作泵液系统的设计问题 176

6.7关于风机系统的设计 178

第7章 功率型泵液系统简析 182

7.1泵液系统功率型用场及其工程用例分析 182

7.2功率型用场条件下系统出口动能功率的分析 185

7.2.1功率型用场泵液系统的管路特性hp 185

7.2.2不同动力源条件下的射流特点 186

7.2.3泵液系统中的自由能头和自由功率 186

7.2.4管路效率ηpipe 187

7.2.5功率型泵液系统的能量学性能指标 187

参考文献 189