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第1章 离心泵理论基础知识 1

1.1泵常用名词术语 1

1.1.1产品名称 1

1.1.2性能、设计、试验 2

1.1.3零件名称 5

1.2工作原理、产品分类及基本参数 7

1.2.1工作原理 7

1.2.2产品分类 8

1.2.3基本性能参数 10

1.2.4基本性能曲线 10

1.3液体在叶轮中的流动规律 11

1.3.1名词定义 11

1.3.2液体在叶轮中的运动 11

1.3.3速度三角形 12

1.3.4液体在压水室中的运动 13

1.4离心泵的基本方程式 14

1.4.1基本方程式的说明 14

1.4.2有限叶片数的理论扬程修正 14

1.5离心泵的主要水力元件 16

1.5.1叶轮 17

1.5.2吸水室 17

1.5.3压水室 17

1.5.4导叶 18

1.6泵内损失分析 19

1.6.1水力损失与水力效率 19

1.6.2机械损失与机械效率 22

1.6.3容积损失与容积效率 23

1.6.4泵的总效率 26

1.7泵的相似理论 28

1.7.1相似泵应具备的条件 28

1.7.2泵的相似定律 29

1.7.3泵的比转速 29

1.8离心泵叶轮切割定律 31

1.9性能曲线分析 33

1.9.1泵的性能曲线 33

1.9.2影响离心泵性能曲线的因素 36

1.9.3常见的几种类型性能曲线 37

第2章 离心泵设计基础知识 38

2.1设计注意事项 38

2.2设计基础知识 38

2.2.1设计必备常识 38

2.2.2应掌握的基础知识 39

2.3泵常用几何公差推荐 41

2.4应掌握的几种图形 41

2.4.1控制图 41

2.4.2装配图 42

2.4.3合装图 43

2.5零部件配合及精度 43

2.5.1基轴制 43

2.5.2推荐的配合公差精度 43

2.5.3常用表面粗糙度的综合选择 45

2.6零部件热处理 46

2.6.1新旧名词术语对照 46

2.6.2泵常用热处理简介 47

2.6.3常用表面处理技术要求 48

2.6.4零件硬度 48

2.6.5热处理前零件表面粗糙度 49

2.6.6轴等零件调质次数 49

2.6.7应用实例 49

2.7特殊材料介绍 51

2.8材料应力的选取 52

2.9企业常用水力设计方法 52

2.10零部件质量 53

2.10.1几种铸件标准 53

2.10.2打光 54

2.10.3试验压力 55

第3章 泵产品开发设计程序 57

3.1产品开发设计总则 57

3.2产品开发程序 57

3.3产品开发计划程序 58

3.3.1市场调查 58

3.3.2技术调查 58

3.3.3新产品开发决策 58

3.4产品开发设计程序 58

3.4.1方案设计 59

3.4.2技术设计 59

3.4.3工作图设计 60

3.5产品样机试制程序 60

3.5.1样机试制 60

3.5.2样机鉴定 61

3.6（小批量）生产程序 61

3.7销售程序 61

第4章 离心泵水力元件设计 62

4.1叶轮的水力设计 62

4.1.1相似理论方法设计程序 62

4.1.2速度系数计算法设计程序 66

4.2压水室的水力设计 71

4.2.1蜗形体的设计 71

4.2.2分段式导叶设计 74

4.2.3空间导叶设计 78

4.2.4环形压水室设计 82

4.3吸水室的水力设计 83

4.3.1锥形吸水室设计 84

4.3.2环形吸水室设计 84

4.3.3半螺旋形吸水室设计 85

4.4汽蚀性能设计 87

4.4.1泵的汽蚀现象 87

4.4.2汽蚀余量 88

4.4.3提高抗汽蚀性能的措施 91

第5章 离心泵整机结构 93

5.1单级泵结构 93

5.1.1单级泵常用结构 93

5.1.2单级泵特殊结构 101

5.1.3单级泵典型结构 102

5.2两级泵结构 102

5.2.1两级泵常用结构 103

5.2.2两级泵特殊结构 107

5.3卧式多级泵结构 107

5.3.1常用多级泵结构 107

5.3.2节段导叶式多级泵结构 114

5.3.3蜗壳式多级泵结构 119

5.3.4双筒体多级泵结构 122

5.3.5多级泵其他结构 124

5.3.6转子部件间隙 126

5.3.7轴承体调整方法 128

5.4立式泵结构 129

5.4.1立式泵常用结构 129

5.4.2立式泵特点 137

5.4.3立式泵结构特点 137

5.4.4泵本身带推力轴承结构 140

5.4.5立式泵刚性联轴器 142

5.4.6导轴承体结构 144

第6章 泵的零部件设计 148

6.1单级泵、两级泵零部件设计 148

6.1.1叶轮设计 148

6.1.2泵体设计 150

6.1.3泵盖设计 151

6.1.4轴设计 152

6.1.5单级泵、两级泵装配技术要求 153

6.2多级泵零部件设计 154

6.2.1多级泵叶轮设计 154

6.2.2多级泵泵轴设计 156

6.2.3叶轮单独定位用卡环设计要求 157

6.2.4叶轮与轴过盈配合举例 158

6.2.5中段设计要求 161

6.2.6导叶设计 162

6.2.7吸入段设计 163

6.2.8吐出段设计 164

6.2.9穿杠设计 165

6.2.10穿杠螺母设计 166

6.2.11齿形垫设计 166

6.2.12平衡管设计 167

6.2.13平衡盘设计 167

6.2.14平衡鼓设计 169

6.2.15 平衡板设计 170

6.2.16平衡板压套设计 171

6.2.17平衡装置设计 171

6.2.18单壳体多级泵设计 172

6.3双筒体多级泵零部件设计 173

6.3.1吸入函体设计 173

6.3.2双筒体泵盖设计 174

6.3.3热胀补偿器设计 175

6.3.4筒体设计 176

6.3.5主螺柱设计 178

6.3.6吸入冷却室体和平衡室体设计 179

6.3.7推力盘设计 180

6.3.8动平衡圆盘设计 180

6.3.9双筒体多级泵转子部件设计要求 181

6.3.10多级泵转子静挠度测量 183

6.3.11中段“上死点”的打法 183

6.3.12高温多级泵结构设计 184

6.3.13多级泵装配技术要求 185

第7章 泵通用零部件设计 189

7.1轴封 189

7.1.1机械密封设计 189

7.1.2填料密封设计 198

7.2轴承体部件设计 199

7.2.1轴承及润滑方式的选择 199

7.2.2滚动轴承 200

7.2.3滑动轴承 206

7.2.4悬臂泵轴承体设计 217

7.2.5滑动轴承零部件设计 221

7.2.6防尘盘设计 231

7.2.7挡油环设计 233

7.2.8甩油环设计 234

7.3联轴器及罩 237

7.3.1爪型弹性联轴器 237

7.3.2柱销弹性联轴器 237

7.3.3膜片式挠性联轴器 238

7.3.4联轴器罩 239

7.4泵冷却水系统 239

7.4.1悬臂泵用冷却水管路系统 240

7.4.2两端支撑泵用冷却水管路系统 241

7.4.3其他说明 242

7.5泵用管路设计 243

7.5.1管路要求 243

7.5.2管路装配 244

7.5.3管路制造 245

7.6转子平衡 246

7.6.1静平衡 246

7.6.2动平衡 247

7.7密封环 249

7.7.1密封环的安装位置设计 249

7.7.2密封环的材料与热处理 249

7.7.3密封环固定方式 250

7.7.4运转间隙 251

7.8叶轮螺母设计 252

7.9轴套设计 253

7.10泵用材料 254

7.10.1泵用材料的选用原则 254

7.10.2泵主要零部件常用材料 254

7.11焊接底座设计 255

7.11.1 API底座 255

7.11.2焊接底座设计 256

7.11.3常用泵支架和底座 258

7.12泵零部件“质量控制规程”编法 258

7.12.1泵零部件“质量控制规程”有关标准 258

7.12.2重要泵应进行质量控制的零部件 260

7.12.3检验及验收 260

7.13设计案例1——大型高压单级双吸中开泵设计 270

7.14设计案例2——热水泵设计 272

第8章 离心泵水力元件CFD分析 274

8.1 CFD简介 274

8.1.1 CFD概述 274

8.1.2常用CFD软件简介 274

8.1.3 CFD技术在离心泵流场模拟中的应用 275

8.2计算流体力学基础 277

8.2.1控制方程 277

8.2.2湍流模型 278

8.2.3控制方程离散方法 278

8.2.4流场数值计算求解方法 279

8.2.5边界条件 280

8.3离心泵数值模拟步骤 281

8.3.1 Pro/E三维建模 281

8.3.2 GAMBIT网格划分及边界条件设置 282

8.3.3 FLUENT初始条件设置及计算 282

8.3.4数据后处理 283

8.4离心泵数值模拟实例分析 283

8.4.1数值计算模型 283

8.4.2 Pro/E三维建模 284

8.4.3 GAMBIT网格划分 287

8.4.4 FLUENT三维数值计算 291

8.4.5 FLUENT后处理 297

附录 301

附录A 关于多级泵几种零件名称的统一叫法 301

附录B 泵有关新旧名词术语对照表 302

附录C API 610规定的机械密封压盖孔口（即接头处）旁边识别符号 303

附录D 常用不锈钢材料新旧牌号对照表 304

附录E 世界各国（或组织）金属表面粗糙度等级、参数及标注对照表 305

参考文献 307