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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 流體機械的性能麯綫與特性麯綫12

1.4.1 流體機械的性能麯綫12

1.4.2 流體機械的特性麯綫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 流體機械的新産品開發33

1.7.1 流體機械新産品的設計程序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 軸嚮力的平衡裝置59

2.6.3 徑嚮力的平衡措施60

2.6.4 軸係振動校核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 葉輪軸麵流道及葉片的繪型方法85

3.4.1 軸麵投影圖的繪製85

3.4.2 軸麵流綫的繪製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 軸流式葉輪進齣口軸嚮速度及環量的分布規律116

4.3.1 等軸嚮速度及等環量的分布規律116

4.3.2 給定的速度及環量分布規律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、彎管和齣水流道的設計125

4.5.1 導葉的設計125

4.5.2 彎管128

4.5.3 齣水流道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 葉輪流道區域建模130

5.2.3 葉輪區的網格劃分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後處理135

5.3.1 Fluent求解器設置135

5.3.2 計算結果的後處理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 流體機械的運行優化及設計優化147

6.1 改善流體機械運行質量的基本措施147

6.1.1 與産品本身相關的改進措施147

6.1.2 與流體機械係統相關的對策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 泵的並聯152

6.3 泵的運行工況調節153

6.3.1 變轉速調節方法153

6.3.2 切割葉輪外徑法155

6.4 泵的運行優化156

6.4.1 閤理調整運行工況156

6.4.2 基於遺傳算法的泵係統運行優化157

6.5 流體機械的現代優化設計方法163

6.5.1 流體機械內部流動的診斷方法163

6.5.2 基於CFD技術的流體機械設計優化165

6.5.3 流體機械水力設計優化167

附錄169

附錄A 常見流體的物理性質169

附錄B 幾種IS泵的設計參數與軸麵流道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

本教程以葉片式流體機械為重點，對流體機械的各相關內容，兼顧到不同特點和共性問題兩個方麵，作為一個完整的學科整體作瞭較全麵的介紹。