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第一章 离心泵概论1

第一节 离心泵的分类1

一、离心泵的结构及分类1

二、泵型号1

第二节 离心泵结构2

一、单级泵3

二、多级泵9

第三节 离心泵的主要工作参数17

一、扬程17

二、流量18

一、给水排水及农业工程19

第四节 离心泵的应用19

五、转速19

四、泵效率19

三、功率19

二、工业工程20

三、航空航天和航海工程22

四、能源工程23

五、车辆系统用离心泵25

参考文献25

第二章 离心泵原理26

第一节 流体力学基本方程26

一、理想流体的基本方程26

二、离心泵叶轮中的相对运动27

一、无限多叶片假设下的理论扬程28

第二节 离心泵的基本方程28

二、叶轮叶片形式和反应系数29

三、有限叶片数时的理论扬程31

四、离心泵的实际扬程及损失32

第三节 离心泵的重要过流部件及其作用原理36

一、叶轮36

二、离心泵压水室36

三、离心泵吸水室39

第四节 离心泵的结构部件及作用40

一、轴40

二、轴承41

三、密封装置41

四、轴向力平衡装置43

第五节 离心泵中的内部流动45

一、一般离心叶轮中的射流-尾迹流动结构45

二、离心泵叶轮的内部流态47

三、离心泵叶轮的进口流态49

第六节 离心泵的空化49

一、空化及空蚀机理49

二、空化的种类51

三、离心泵的空化参数计算54

四、空化与空蚀的热力学影响57

五、空化与空蚀的影响和防护及改善措施58

参考文献59

一、离心泵的流动相似61

第一节 离心泵的相似率61

第三章 离心泵性能61

二、离心泵的相似律63

第二节 泵的比转速65

一、比转速公式的确定65

二、泵的相似设计65

三、性能曲线的换算66

四、比转速与离心泵过流部件几何形状的关系66

第三节 比例定律与相似抛物线67

一、比例定律67

二、相似抛物线67

一、离心泵的工作特性曲线68

第四节 离心泵的性能曲线68

二、离心泵的综合特性曲线71

第五节 离心泵的选择72

一、离心泵的型谱72

二、离心泵的选型计算73

第六节 泵的串联和并联76

一、泵的运行工况点77

二、两台泵的串联78

三、两台泵的并联79

四、串联与并联的选择79

第七节 离心泵的运行工况调节80

一、改变管路特性曲线调节法80

二、改变泵性能的调节法81

参考文献84

第八节 流体特性对泵性能影响的分析84

第四章 离心泵试验86

第一节 离心泵的试验系统86

一、离心泵的试验概述86

二、离心泵的能量和抗空化性能试验系统87

三、主要试验装置元件88

第二节 离心泵能量参数的测量89

一、压力和扬程的测量与计算89

二、流量的测量与计算91

三、转矩和转速的测量与计算94

第三节 离心泵的空化及空蚀试验96

一、空化试验的类型96

一、换算为规定转速下的性能97

二、试验中空化余量的计算97

第四节 离心泵试验结果的整理97

二、试验结果的评定98

第五节 离心泵的内部流场试验98

一、概述98

二、毕托管技术99

三、离水泵吸水池内部流动的PIV测量99

参考文献104

第五章 离心泵水力设计105

第一节 离心泵水力设计概述105

一、模拟设计法105

第二节 离心泵基本参数选择106

五、面积比法106

四、自由涡旋法106

二、变型设计法106

三、设计系数法或速度系数法106

一、泵的主要设计参数107

二、泵叶轮等部件几何参数的相似换算109

三、泵叶轮主要参数的选择和计算111

第三节 离心泵叶片的水力设计117

一、一元流动中轴面流线的绘制117

二、叶片型线微分方程式118

三、参数变化规律的给定119

四、叶片绘型120

五、叶型的加厚及叶片剪裁图122

六、圆柱形叶片绘型124

一、概述126

第四节 离心泵压水室的水力设计126

二、螺旋形压水室127

三、环形压水室131

四、导叶式压水室132

第五节 离心泵吸水室的水力设计135

一、概述135

二、环形吸水室水力设计136

三、半螺旋吸水室的设计136

第六节 离心泵诱导轮水力设计138

一、概述138

二、诱导轮几何参数选择140

三、诱导轮的设计141

参考文献143

第一节 离心泵水力设计CAD的基本概念144

一、概述144

第六章 离心泵水力设计CAD介绍144

二、离心泵水力CAD的流程145

三、离心泵水力CAD软件资源145

第二节 离心泵过流通道CAD计算147

一、比转速及空化比转速147

二、效率及电动机功率的确定148

三、泵的进出口直径及最小轴径148

四、速度系数法确定水力设计几何参数149

第三节 离心泵叶轮水力CAD150

一、离心泵叶轮轴面图的绘制150

五、模型换算法150

二、叶片骨线的计算157

三、叶片加厚及轴面木模图157

四、叶片木模图158

第四节 离心泵螺旋压水室水力CAD158

一、基本参数158

二、扩散管159

第五节 半螺旋形吸水室水力CAD160

参考文献161

第七章 离心泵内部三维湍流计算162

第一节 离心泵内部流动纳维-斯托克斯方程162

第二节 离心泵内部三维湍流的计算方法162

二、粘性流动计算163

一、无粘性流动解163

第三节 湍流模型及其应用165

第四节 离心泵内部流动计算的发展166

一、水力机械三维湍流计算的最新进展166

二、水力机械三维湍流计算的今后发展167

三、关于水力机械中三维空化湍流模型和计算的研究167

四、水力机械中三维多相湍流模型和计算168

第五节 离心泵三维湍流计算实例169

一、概述169

二、控制方程169

三、湍流模型169

四、数值计算方法170

六、结果及其分析171

五、边界条件171

第六节 离心泵三维湍流计算在设计中的应用176

参考文献176

第八章 离心泵全三元反问题计算177

第一节 离心泵三元反问题计算研究概况177

一、离心泵的水力计算和三元反问题计算177

二、三元反问题计算研究概况178

第二节 离心泵叶轮全三维反问题计算的基本概念180

一、离心泵叶轮全三维反问题计算的假设180

二、离心泵叶轮全三维反问题计算的基本原理180

第三节 离心泵叶轮全三维反问题计算的数学模型181

一、平均流动方程181

二、周期流动方程184

第四节 叶片表面的流动参数分布186

一、叶片正背表面的坐标186

三、叶片方程186

二、叶片中间面速度187

三、叶片正背面速度187

四、叶片正背面的压力分布187

五、叶片正背面的压力差分布187

六、叶片出口边的库塔条件187

第五节 贴体坐标系中的控制方程188

一、贴体坐标变换188

三、平均势函数方程的转换189

四、由环量引起的周期方程的转换189

二、平均流函数方程的转换189

五、由源汇引起的周期方程的转换190

六、源汇强度计算式的转换190

七、叶片厚度计算式的转换190

八、叶片方程的转换190

九、边界方程在贴体坐标系中的形式191

第六节 贴体坐标系中控制方程的数值离散191

一、平均流函数方程的离散192

二、与源汇相关的平均势函数方程的离散192

三、与环量相关的周期方程的离散193

四、与源汇相关的周期方程的离散194

五、叶片方程的离散194

参考文献195