雙流道泵

劉厚林，博士，研究員，博導，國家水泵及系統(tǒng)工程技術研究中心、江蘇大學流體機械工程技術研究中心主任，江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”中青年科學技術帶頭人，江蘇省“六大人才高峰”高層次人才培養(yǎng)對象，江蘇省“青藍工程”優(yōu)秀青年骨干教師。兼任中國農業(yè)機械學會排灌機械分會理事，中國機械工程學會高級會員，江蘇省注冊咨詢專家。

隨著我國全面建設小康社會，以及經濟和社會協(xié)調發(fā)展政策的全面實施，環(huán)境保護越來越受到人們的重視，加上國家西部開發(fā)、振興東北老工業(yè)基地、加快小城鎮(zhèn)建設等一系列重大政策的實施，這就需要新建和改造很多個各種類型的污水處理廠，做到污水集中處理，達標排放。由于傳統(tǒng)水泵產品設計的局限性，其抗堵塞、防纏繞性能較差，嚴重影響和制約著市政建設及環(huán)境保護工作的發(fā)展，大大束縛了企業(yè)的生產能力。因此，研究開發(fā)高效節(jié)能、防纏繞、抗堵塞性能好、可靠性高、適應社會發(fā)展需求、具有廣闊應用前景的無堵塞泵將顯得尤為必要和迫切。雙流道泵的研究與開發(fā)正是在這樣情況下應運而生的，它屬于離心泵范疇。

作者10余年來一直從事雙流道泵的設計理論與方法、數值模擬、試驗和CAD/CFD一體化軟件開發(fā)工作。1995年至2001年攻讀碩士及博士學位期間先后師從林洪義教授和關醒凡教授進行離心泵CAD軟件及雙流道泵的研究。2001年至今在江蘇省自然科學基金（BK2004406）、國家自然科學基金（50509009）和國家863計劃（2006AA05Z250）等項目的資助下，先后帶領多名博士研究生和碩士研究生進行雙流道泵的研究工作。因此，本書是作者多年來完成課題和發(fā)表論文的系統(tǒng)總結和提高。

本書共分6章：

第一章為緒論，系統(tǒng)地總結了雙流道泵在內流分析、水力設計、性能預測、軟件開發(fā)等方面的研究進展；

第二章給出了雙流道泵過流部件的水力設計方法及葉輪模具加工方法，分析了雙流道泵運行效率低的原因并就如何提高雙流道泵效率進行了探討；

第三章建立了3種雙流道泵性能預測模型和一種雙流道泵優(yōu)化設計模型，并比較了各種預測模型的預測精度；

第四章介紹了如何進行雙流道泵CFD的網格劃分和內流數值模擬，并運用商業(yè)軟件FLUENT進行了雙流道泵內流單相、固液兩相定常和非定常數值計算，獲得了雙流道泵內流規(guī)律；

第五章應用立體PIV和虛擬儀器測試技術對雙流道泵內的速度分布和壓力脈動進行了測試，得到了相應的分布規(guī)律；

第六章介紹了CAD與CFD軟件開發(fā)的基本原理，并闡述了雙流道泵CAD/CFD一體化設計軟件開發(fā)的過程和關鍵技術；附錄提供了10臺雙流道泵的優(yōu)秀水力模型供讀者參考，力求實用性。

本書的撰寫得到了江蘇大學袁壽其研究員、施衛(wèi)東研究員、關醒凡教授的指導和幫助，得到了江蘇大學流體機械工程技術研究中心領導和同事的大力支持。王勇、王凱、董亮、劉敏、任蕓、舒敏驊、趙斌娟等為本書的編寫做了大量工作，在此一并致以衷心的感謝。

本書的第一章、第二章、第三章、第五章和第六章由劉厚林負責撰寫，第四章由談明高負責撰寫，全書由劉厚林統(tǒng)稿。

由于水平有限，書中難免存在不妥之處，懇請讀者批評指正。2100433B

本書可供從事泵設計、研究、試驗的人員使用，也可以作為流體機械教學和科研人員的參考書，該書非常詳細的介紹了雙流道泵理論與方法、數值模擬、試驗和CAD\CFD一體化軟件等內容，并且還對如何應用GAMBIT劃分水泵網格，如何應用FLUENT進行水泵的數值模擬，以及如何進行Auto CAD和Pro/e的二次開發(fā)都有非常詳細的介紹和示例。

第一章緒論

1.1 概述

1.2 泵水力設計方法研究現狀

1.3 泵內部流動研究進展

1.4 泵性能預測方法研究現狀

1.5 泵CAD軟件開發(fā)研究進展

第二章雙流道泵水力設計方法

2.1 雙流道葉輪的水力設計方法

2.2 雙流道泵蝸殼的水力設計方法

2.3 雙流道葉輪模具制作方法

2.4 雙流道泵效率低的原因分析及提高方法

第三章雙流道泵性能預測方法

3.1 水力損失法

3.2 流場計算法

3.3 神經網絡法

3.4 三種性能預測方法的比較

3.5 雙流道泵的優(yōu)化設計

第四章雙流道泵內部流動數值模擬

4.1 雙流道泵網格劃分方法

4.2 雙流道泵內流數值模擬方法

4.3 雙流道泵內流數值模擬理論

4.4 雙流道泵內清水單相流動的定常數值模擬

4.5 雙流道泵內清水單相流動的非定常數值模擬

4.6 雙流道泵內固液兩相流動的定常數值模擬

4.7 雙流道泵內固液兩相流動的非定常數值模擬

第五章雙流道泵內部流動測試

5.1 PIV測試技術

5.2 雙流道泵內速度場的三維PIV測試

5.3 雙流道泵蝸殼出口壓力脈動測試

第六章雙流道泵CAD/CFD一體化設計軟件

6.1 泵CAD軟件開發(fā)的編程基礎

6.2 雙流道泵水力設計CAD軟件

6.3 雙流道泵性能預測軟件

6.4 雙流道泵參數化三維造型軟件

6.5 雙流道泵全自動非結構化網格劃分軟件

6.6 雙流道泵內流數值模擬軟件

附錄：

優(yōu)秀QW系列雙流道泵水力模型