第1章 绪论 1
1.1空化的概念 1
1.2空化的分类 1
1.3空化的发生机理、危害及利用 3
1.4空化流的研究进展 4
1.5空蚀的研究进展 11
1.6空化诱导振动噪声的研究进展 13
1.7泵空化控制的研究进展 14
参考文献 14
第2章 离心泵空化特性的实验研究 24
2.1实验测试系统 24
2.1.1实验装置 24
2.1.2数据采集系统 27
2.2实验方案与实验步骤 31
2.2.1实验方案 31
2.2.2实验步骤 32
2.3实验结果及分析 32
2.3.1空化性能 32
2.3.2空化诱导振动特性 33
2.3.3空化诱导噪声特性 35
参考文献 36
第3章 叶轮主要几何参数对离心泵空化特性的影响 37
3.1基于神经网络的离心泵空化性能预测模型 37
3.1.1网络结构的确定 37
3.1.2训练样本及其归一化处理 39
3.1.3预测模型的建立和训练 40
3.1.4网络的仿真和回归分析 46
3.2叶片数对离心泵空化特性的影响 48
3.2.1叶片数对离心泵空化性能影响的实验研究 48
3.2.2不同叶片数模型泵空化诱导振动特性 49
3.2.3不同叶片数模型泵空化诱导噪声特性 50
3.3叶片进口冲角对离心泵空化特性的影响 51
3.3.1叶片进口冲角对离心泵空化性能影响的实验研究 51
3.3.2不同叶片进口冲角模型泵空化诱导振动特性 52
3.3.3不同叶片进口冲角模型泵空化诱导噪声特性 53
3.4叶片包角对离心泵空化特性的影响 54
3.4.1叶片包角对离心泵空化性能影响的实验研究 55
3.4.2不同叶片包角模型泵空化诱导振动特性 55
3.4.3不同叶片包角模型泵空化诱导噪声特性 57
参考文献 58
第4章 离心泵空化可视化与空蚀实验研究 60
4.1研究模型 60
4.2实验测试系统 62
4.3可视化实验结果及诱导振动噪声分析 64
4.3.1水箱对模型泵性能的影响 64
4.3.2空化性能 64
4.3.3叶轮进口空化形态 65
4.3.4空化诱导振动噪声特性 70
4.4离心泵空蚀的研究 74
4.4.1离心泵空蚀预测方法 74
4.4.2离心泵空蚀结果分析 76
4.4.3离心泵空蚀实验 77
参考文献 78
第5章 离心泵内部空化特性的数值计算 79
5.1空化数值模拟理论基础 79
5.1.1控制方程 79
5.1.2湍流模型 80
5.1.3空化模型 83
5.1.4边界条件 86
5.1.5控制方程的离散与求解 87
5.2空化常用数值计算软件与二次开发介绍 87
5.2.1FLUENT软件与UDF二次开发 88
5.2.2ANSYS-CFX软件与CEL二次开发 88
5.3离心泵空化数值计算自动运行方法 89
5.4离心泵网格划分方法 92
5.4.1前期准备 93
5.4.2进水管网格划分 98
5.4.3叶轮网格划分 106
5.4.4蜗壳网格划分 110
5.4.5出水管网格划分 111
5.5离心泵空化数值模拟方法 112
5.5.1离心泵空化定常计算 112
5.5.2离心泵空化非定常计算 129
参考文献 133
第6章 离心泵空化数值计算模型改进 136
6.1离心泵湍流模型的改进 136
6.2改进湍流模型性能评估 138
6.2.1三维建模及网格划分 138
6.2.2边界条件设置 140
6.2.3计算结果及分析 140
6.3Zwart空化模型经验系数适应性评价 147
6.3.1研究对象及研究方案 148
6.3.2空泡半径 149
6.3.3汽化经验系数 152
6.3.4凝结经验系数 153
6.4离心泵空化模型的改进 155
6.5RZCM空化模型的应用及验证 158
6.5.1RZCM空化模型离心泵扬程下降曲线预测分析 158
6.5.2RZCM空化模型空泡结构预测分析 161
参考文献 163
第7章 诱导轮设计方法及设计参数影响 165
7.1诱导轮设计基础 165
7.2诱导轮设计方法改进 169
7.3叶栅稠密度对诱导轮空化性能的影响 172
7.3.1计算模型 173
7.3.2能量性能分析 174
7.3.3空化性能分析 174
7.4角度变化系数对诱导轮空化性能的影响 178
7.4.1计算模型 178
7.4.2能量性能分析 179
7.4.3空化性能分析 180
参考文献 183
第8章 诱导轮参数化软件开发及应用 185
8.1诱导轮二维水力设计软件开发 185
8.1.1软件开发平台及开发工具 185
8.1.2诱导轮二维水力设计软件开发 186
8.1.3诱导轮二维水力设计软件的设计实例 195
8.2诱导轮三维造型软件开发 196
8.2.1软件开发平台及开发工具 196
8.2.2诱导轮三维造型软件开发 197
8.2.3诱导轮三维造型软件的设计实例 200
8.3诱导轮在船用泵中的应用 200
8.3.1船用泵模型参数 200
8.3.2诱导轮设计 201
8.3.3实验验证 202
参考文献 203
索引 205