流體機械多功能試驗臺

主要功能應包括：泵的能量特性試驗；泵的汽蝕特性試驗；電機的有關性能試驗；泵的振動和噪聲測量；自吸泵的自吸性能試驗等。 2100433B

DN25～1000mm開式水泵試驗臺的主要技術參數和測量范圍為：流量0～10000m3/h，壓力-0.1～6.8MPa，功率0～400kW，轉速132～8000r/min。管路直徑有：DN25、DN40、DN50、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250、DN350、DN500、DN700、DN1000mm共12種規(guī)格，水池容積1620m3。自吸泵自吸試驗的最大自吸高度：8.5m，最大吸入直徑Φ150mm。水泵模型及裝置模型試驗臺的主要技術參數和測量范圍為：（1）最大試驗揚程：10。

大家都用過水壓機、壓縮機、泵之類的機械吧？這類機械叫做流體機械。是因為流體在力的作用下產生的運動可進行能量的轉換乃至物質的輸運，而流體機械就是利用流體的運動進行力或功的傳遞、或進行能量轉換的機械。從高科技到人們的日常生活，均與流體機械息息相關。

本書圍繞設法提高流體機械性能這條主線，本著注重基礎、注重理論與工程實踐相結合，注重知識的更新與相關學科知識的交叉，注重解決問題的思維方式和開創(chuàng)新視角的基本思路，自成體系，試圖以通俗的語言、淺顯的方式把機械學科的基礎、必備知識與流體機械的特殊性及其結構特點所需要的專門知識真正有機地、完整無痕地融合為一體。

第1章 流體機械的基本知識1

1.1 流體機械的分類及用途1

1.1.1 流體機械的分類1

1.1.2 流體機械的用途4

1.2 流體機械的基本方程6

1.2.1 流體的基本物理性質6

1.2.2 葉片式流體機械的基本方程式7

1.3 流體機械的主要性能參數10

1.4 流體機械的性能曲線與特性曲線12

1.4.1 流體機械的性能曲線12

1.4.2 流體機械的特性曲線13

1.5 流體機械的相似理論及比轉速14

1.5.1 流動相似理論14

1.5.2 流體機械的相似準則16

1.5.3 流體機械的相似換算17

1.5.4 流體機械的比轉速19

1.6 水力機械的空化、空蝕及磨損22

1.6.1 空化與空蝕22

1.6.2 水力機械的空化與空蝕24

1.6.3 水力機械空化與空蝕的特性參數26

1.6.4 水力機械中的磨損30

1.6.5 水力機械中空蝕與磨損的防護32

1.7 流體機械的新產品開發(fā)33

1.7.1 流體機械新產品的設計程序33

1.7.2 各設計階段的主要內容33

第2章 葉片泵的結構設計35

2.1 葉片泵概述35

2.1.1 葉片泵的分類35

2.1.2 葉片泵過流部件的作用和形式38

2.2 單級單吸式離心泵的典型結構40

2.2.1 單級單吸式離心泵的基本結構形式40

2.2.2 單級單吸式離心泵的零部件結構42

2.3 離心泵的其他典型結構45

2.3.1 單級單吸式離心泵的立式結構45

2.3.2 雙支承泵的結構46

2.3.3 多級離心泵的結構47

2.4 軸流泵的典型結構53

2.4.1 立軸式軸流泵的結構54

2.4.2 貫流泵的結構55

2.5 混流泵的典型結構56

2.6 泵的主要輔助裝置57

2.6.1 泵的密封結構57

2.6.2 軸向力的平衡裝置59

2.6.3 徑向力的平衡措施60

2.6.4 軸系振動校核61

第3章 離心泵與混流泵的流動設計62

3.1 設計理論概述62

3.1.1 一元設計方法63

3.1.2 二元設計方法63

3.1.3 三元設計方法64

3.2 離心泵、混流泵葉輪主要設計參數的確定65

3.2.1 泵的主要設計參數和要求65

3.2.2 泵主要幾何參數的計算和確定71

3.3 確定泵葉輪主要幾何參數的其他方法81

3.3.1 相似設計法81

3.3.2 反問題設計法85

3.4 葉輪軸面流道及葉片的繪型方法85

3.4.1 軸面投影圖的繪制85

3.4.2 軸面流線的繪制88

3.4.3 葉片進口邊的確定89

3.4.4 葉片進口安放角的選擇和計算90

3.4.5 保角變換法葉片繪型92

3.5 吸入室、壓水室的水力設計103

3.5.1 吸入室的水力設計103

3.5.2 壓水室的水力設計103

第4章 軸流泵的流動設計112

4.1 概述112

4.2 軸流泵設計參數與結構參數的選擇113

4.2.1 泵的效率估算113

4.2.2 泵的運行轉速113

4.2.3 輪轂直徑及輪轂比113

4.2.4 葉輪外徑114

4.2.5 葉柵稠密度115

4.2.6 葉片數及葉片翼型厚度115

4.3 軸流式葉輪進出口軸向速度及環(huán)量的分布規(guī)律116

4.3.1 等軸向速度及等環(huán)量的分布規(guī)律116

4.3.2 給定的速度及環(huán)量分布規(guī)律117

4.4 升力法設計軸流式葉輪的葉片118

4.4.1 升力法設計軸流式葉輪的基本方法118

4.4.2 軸流式葉輪的水力效率及空化性能預估120

4.4.3 升力法設計軸流式葉輪葉片的主要步驟121

4.4.4 軸流式葉輪葉片的木模圖122

4.5 導葉、彎管和出水流道的設計125

4.5.1 導葉的設計125

4.5.2 彎管128

4.5.3 出水流道128

第5章 流體機械內部流動模擬及性能預測129

5.1 概述129

5.2 泵的幾何建模與網格劃分129

5.2.1 葉輪模型分析129

5.2.2 葉輪流道區(qū)域建模130

5.2.3 葉輪區(qū)的網格劃分131

5.2.4 吸入室和壓水室的網格劃分133

5.2.5 設置邊界條件及體的類型133

5.3 Fluent求解器相關設置及結果的后處理135

5.3.1 Fluent求解器設置135

5.3.2 計算結果的后處理141

5.4 CFD流動解析需要注意的問題143

5.4.1 模型選擇144

5.4.2 解析精度的評價145

第6章 流體機械的運行優(yōu)化及設計優(yōu)化147

6.1 改善流體機械運行質量的基本措施147

6.1.1 與產品本身相關的改進措施147

6.1.2 與流體機械系統相關的對策148

6.2 泵的運行特性148

6.2.1 泵運行工況點的確定148

6.2.2 泵的串聯150

6.2.3 泵的并聯152

6.3 泵的運行工況調節(jié)153

6.3.1 變轉速調節(jié)方法153

6.3.2 切割葉輪外徑法155

6.4 泵的運行優(yōu)化156

6.4.1 合理調整運行工況156

6.4.2 基于遺傳算法的泵系統運行優(yōu)化157

6.5 流體機械的現代優(yōu)化設計方法163

6.5.1 流體機械內部流動的診斷方法163

6.5.2 基于CFD技術的流體機械設計優(yōu)化165

6.5.3 流體機械水力設計優(yōu)化167

附錄169

附錄A 常見流體的物理性質169

附錄B 幾種IS泵的設計參數與軸面流道170

附錄C 離心泵的總體裝配圖與葉輪的零件圖示例172

參考文獻175 2100433B