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泵是一种应用十分普遍的通用机械,广泛应用于各个领域。随着国民经济的发展和科学技术水平的提高,泵的应用范围不断扩大,各行各业对泵的性能要求也不断提高。
为了适应需要,我们编写了这本泵的综合性论著——泵理论与技术。《泵理论与技术》有三个特点:一是较系统全面,从泵的基本理论、泵的水力设计、泵的测试技术以及泵的运行到各类泵的应用等都有介绍;二是内容较新,从泵的水力设计方法进展、泵CAD/CFD技术到泵的流动诱导振动噪声等均有涉及;三是理论联系实际,除总结国内外同行的成果外,特别对作者们长期以来在泵理论研究、技术开发和工程应用的经验作了较好的总结,且给出了一些应用实例。
《泵理论与技术》适合从事泵的设计、制造的研究人员和技术人员使用,还可作为泵相关专业师生的参考资料。
泵是一种应用十分普遍的通用机械,广泛应用于各个领域。随着国民经济的发展和科学技术水平的提高,泵的应用范围不断扩大,各行各业对泵的性能要求也不断提高。近年来泵研究领域出现了很多新理论、新技术和新产品,同时经典的泵理论和设计方法也在不断地完善和发展。因此,对于与泵有关的工作人员,无论是初学者还是资深的工程师和学者都非常需要一本有关现代泵知识的综合性书籍。 内容应包含经典的泵理论与技术,同时包括泵的新知识、新技术;不仅有泵基础理论,还能够结合工程实践。
江苏大学流体机械工程技术研究中心自,1962年成立以来,对泵相关领域进行了大量深入系统的科学研究、工程应用和人才培养。2011年组建国家水泵及系统工程技术研究中心。
针对我国泵行业的需求和学校流体机械及工程国家重点学科建设的需要,结合作者们的工作经历,历经两年多时间组织编写了这本有关泵的综合性论著--泵理论与技术。本书有三个特点:一是较系统全面,从泵的基本理论、泵的水力设计、泵的测试技术和运行到各类泵的应用等都有介绍;二是内容较新,从泵的水力设计方法进展、泵CAD/CFD技术到泵的流动诱导振动噪声等均有涉及;三是理论联系实际,在总结国内外泵同行的成果外,还特别对作者们长期以来在泵理论研究、技术开发和工程应用的经验作了较好的总结,且给出了一些应用实例。 希望本书的出版能为我国泵行业的发展提供帮助。
全书共分27章,内容包括泵概述、泵基本理论、泵汽蚀、离心泵和混流泵的水力设计、轴流泵水力设计、泵特殊水力设计方法、泵CAD技术、泵CFD理论与应用、泵设计方法进展、潜水泵、固液两相流泵、自吸离心泵与射流泵、旋涡泵、磁力泵、屏蔽泵、核电用泵、泵作透平、往复泵、回转式容积泵、诱导轮、泵的轴封、泵零件强度计算、泵进出水流道、泵的振动与噪声、泵试验、泵内流测试技术与应用和泵的运行等。
本书的撰写人员与分工:施卫东、张德胜、周岭撰写第章;袁寿其、马新华撰写第2章;潘中永、王勇撰写第3章和第20章;李红、林洪义撰写第4章;施卫东、潘中永、张德胜撰写第5章;袁寿其、张金凤、陆伟刚、周岭撰写第6章;刘厚林、谈明高、王凯撰写第7章;张金凤撰写第8章;袁寿其、刘厚林、谈明高撰写第9章;曹卫东、施卫东、王川撰写第10章;刘厚林、施卫东、谈明高撰写第11章;刘建瑞、向清江撰写第12章和13章;孔繁余撰写第14章和第15章;袁寿其、朱荣生、付强、王秀礼撰写第16章;杨孙圣撰写第17章;叶晓琰、毛楚方、杨孙圣撰写第18章;叶晓琰、林洪义、杨孙圣撰写第19章;何玉杰撰写第21章;李伟、施卫东、蒋小平、张启华撰写第22章;李彦军撰写第23章;袁建平、裴吉、司乔瑞撰写第24章;汤跃撰写第25章和第27章;袁建平、李亚林撰写第26章;附录由孔繁余、谈明高整理。全书由袁寿其、施卫东、刘厚林统稿,林洪义主审。
在本书撰写过程中,参考和引用了大量国内外相关文献,在此对这些文献的作者表示感谢。
尽管作者们在此书的撰写过程中作出了很大的努力,但错误和不尽人意之处在所难免,恳请读者批评指正。
袁寿其
前言
第1章 泵概述1
1.1泵的定义1
1.2泵的分类1
1.2.1叶片式泵1
1.2.2容积式泵1
1.2.3其他类型泵1
1.3泵的过流部件2
1.3.1叶轮2
1.3.2吸水室3
1.3.3压水室3
1.4叶片式泵的结构形式5
1.5泵的用途7
1.6泵的发展展望9
参考文献10
第2章 泵基本理论11
2.1泵的基本参数11
2.1.1流量11
2.1.2扬程11
2.1.3转速11
2.1.4汽蚀余量11
2.1.5功率和效率11
2.2泵的基本方程12
2.2.1基本方程的推导和说明12
2.2.2动扬程、势扬程和反击系数14
2.3比转速14
2.3.1比转速公式推导14
2.3.2关于比转速的说明15
2.4特性曲线16
2.4.1泵的特性曲线16
2.4.2特性曲线的形状分析16
2.4.3几何参数对泵特性曲线的影响17
2.5相似理论19
2.5.1相似理论的基本概念19
2.5.2泵相似定律19
2.5.3泵相似理论的应用21
2.6泵的能量损失22
2.6.1泵内的各种损失及泵的效率22
2.6.2泵损失的计算23
参考文献23
第3章 泵汽蚀24
3.1泵汽蚀概论24
3.1.1泵内汽蚀的发生过程24
3.1.2泵发生汽化时的危害24
3.2汽蚀基本方程式24
3.3汽蚀余量计算方法26
3.3.1泵汽蚀余量计算方法26
3.3.2装置汽蚀余量计算方法28
3.4提高泵抗汽蚀性能的措施30
3.4.1考虑抗汽蚀性能泵的设计要点30
3.4.2防止汽蚀的措施32
参考文献32
第4章 离心泵和混流泵过流部件的
水力设计33
4.1泵设计理论与方法33
4.1.1泵设计理论33
4.1.2泵设计方法33
4.2设计参数及其水力结构方案确定34
4.2.1提供设计的参数和要求34
4.2.2泵轴功率P及配用原动机的额定功率P′g38
4.2.3确定泵进出口直径38
4.3叶轮水力设计38
4.3.1泵轴径和叶轮轮毂直径38
4.3.2叶轮设计的相似换算法39
4.3.3速度系数法计算叶轮主要尺寸42
4.3.4叶片绘型50
4.4压水室的水力设计62
4.4.1压水室的水力设计原理62
4.4.2蜗室的水力设计63
4.4.3双蜗室的水力设计66
4.4.4环形压水室的设计67
4.4.5径向及流道式导叶的设计67
4.4.6空间导叶的设计73
4.5吸水室的水力设计75
4.5.1直锥形吸水室75
4.5.2环形吸水室75
4.5.3半螺旋形吸水室76
参考文献78
第5章 轴流泵水力设计80
5.1轴流泵简介80
5.2过流部件结构参数及设计理论80
5.2.1圆柱截面间液流互不相关假设80
5.2.2结构参数的初步确定81
5.2.3设计理论82
5.3翼型及升力法设计轴流泵叶轮83
5.3.1翼型及其特性83
5.3.2升力法设计轴流泵叶片的基本方程83
5.3.3翼型组和翼型族及NACA翼型族对称翼型85
5.4圆弧法设计轴流泵叶轮85
5.4.1圆弧叶栅参数及轴流泵叶轮设计所需要的数据图表85
5.4.2圆弧法设计轴流泵叶轮示例85
5.5流线法设计轴流泵叶轮88
5.5.1叶轮出口流动微分方程88
5.5.2自由旋涡和强制旋涡89
5.5.3环量修正和流线法设计轴流泵叶轮89
5.6系列高效轴流泵叶轮出口流动规律90
5.6.1试验装置90
5.6.2测量方法90
5.6.3试验测量结果94
5.6.4轴流泵叶轮出口环量和轴面速度分布规律97
参考文献98
第6章 泵特殊水力设计方法99
6.1无过载设计方法99
6.1.1无过载离心泵及其设计方法的定义99
6.1.2单级单吸无旋进水的无过载离心泵设计方法99
6.1.3带前置导叶的无过载离心泵设计方法101
6.1.4无过载排污泵的设计方法102
6.2加大流量设计方法104
6.2.1加大流量设计的基本原理104
6.2.2基本方法及放大系数的优化105
6.2.3主要几何参数的选择原则107
6.2.4应用实例110
6.3分流叶片和堵塞流道设计方法111
6.3.1分流叶片设计方法111
6.3.2堵塞流道设计方法114
6.4极大扬程设计方法115
6.4.1极大扬程设计法定义115
6.4.2极大扬程设计法设计井泵的步骤116
6.4.3极大扬程设计法设计井泵的实例118
6.5叶轮和压水室的匹配及面积比原理121
6.5.1定义121
6.5.2面积比与泵性能之间的关系及其经验统计121
6.6离心泵无驼峰设计123
6.6.1叶轮和泵体形状对扬程曲线驼峰的影响123
6.6.2叶轮和泵体相对位置对扬程曲线驼峰的影响127
6.6.3离心泵无驼峰设计应注意的几个问题127
6.7高速泵恒扬程设计方法128
6.7.1高速泵的工作原理和特性128
6.7.2高速泵的结构130
6.7.3高速泵的设计131
参考文献133
第7章 泵CAD技术134
7.1泵CAD软件开发的编程基础134
7.1.1开发泵CAD软件需采用的主要技术134
7.1.2开发泵CAD软件的编译环境134
7.1.3泵CAD软件的支撑平台和开发工具135
7.2ObjectARX应用程序137
7.2.1ObjectARX应用程序的结构137
7.2.2ObjectARX应用程序的加载、运行和卸载137
7.3Pro/TOOLKIT应用程序137
7.3.1Pro/TOOLKIT应用程序的结构138
7.3.2应用程序的注册、运行和卸载138
7.4泵CAD软件及应用实例138
7.4.1泵水力设计软件PACD138
7.4.2泵性能预测软件PCADCP139
7.4.3泵三维造型软件PCAD3D139
7.4.4基于泵CAD软件的泵设计实例139
7.4.5PCAD应用情况145
参考文献146
第8章 泵CFD理论与应用147
8.1概述147
8.1.1CFD的技术简介147
8.1.2常用的CFD商用软件147
8.1.3CFD技术在泵中的应用148
8.2CFD基础理论150
8.2.1CFD的工作步骤150
8.2.2CFD基础理论和计算方法150
8.2.3泵CFD计算中的注意事项156
8.3应用实例159
8.3.1离心泵三维定常及非定常计算结果和分析159
8.3.2轴流泵三维全流场定常计算结果和分析162
参考文献169
第9章 泵设计方法进展170
9.1泵的性能预测170
9.1.1流场计算法170
9.1.2水力损失法171
9.1.3神经网络法173
9.2泵的优化设计174
9.2.1优化设计理论和方法174
9.2.2优化设计在泵中的应用176
9.3泵的反问题设计177
9.3.1正、反问题的基本概念177
9.3.2泵叶轮三维设计新进展177
9.3.3离心泵全三维反问题计算178
9.4泵的全寿命成本设计179
9.4.1LCC概述179
9.4.2泵LCC分析179
9.4.3泵LCC的设计实例180
9.4.4泵系统LCC的设计实例181
9.5泵的可靠性分析182
9.5.1概述182
9.5.2可靠性设计理论184
9.5.3泵的零部件可靠性设计185
9.5.4可靠性试验188
9.6泵的快速成形189
9.6.1RP技术制造原理及特点189
9.6.2基于激光技术的快速成形工艺方法190
9.6.3快速成形技术软件系统193
9.6.4快速成形实例194
参考文献195
第10章 潜水泵197
10.1潜水泵概况197
10.1.1潜水泵的国内外发展状况197
10.1.2潜水泵的主要技术特点198
10.1.3潜水泵的类型198
10.2潜水泵典型结构201
10.2.1潜水泵的主要零部件202
10.2.2飞力公司的C泵系列潜水泵204
10.2.3潜水清水泵204
10.2.4潜水污水泵205
10.2.5潜水混流泵与潜水轴流泵206
10.2.6矿用多级潜水泵206
10.2.7矿用抢险排水泵207
10.3潜水泵的安装方法208
10.3.1飞力公司潜水泵安装方法208
10.3.2QW型潜水排污泵安装方法209
10.3.3QHD与QZ型潜水泵安装方法210
10.4潜水泵的控制与保护系统212
10.4.1起动方法212
10.4.2水位控制系统213
10.4.3故障诊断系统215
参考文献216
第11章 固液两相流泵217
11.1固液两相流泵概述217
11.1.1杂质泵的种类、特点及发展概况217
11.1.2无堵塞泵的种类、特点及发展概况217
11.2固体颗粒的运动218
11.2.1物料和浆体的物理性质218
11.2.2固体颗粒在叶轮中的运动220
11.2.3泵抽送固液混合物时的理论扬程221
11.2.4泵输送浆体时的性能变化221
11.3泵的磨蚀221
11.3.1磨蚀机理221
11.3.2泵的磨蚀过程222
11.3.3防止和减轻泵磨蚀的措施223
11.4渣浆泵的设计方法223
11.4.1经验系数设计法223
11.4.2畸变速度设计法225
11.4.3固液速度比设计法225
11.4.4渣浆泵典型结构图226
11.5单流道泵设计方法227
11.5.1水力设计方法227
11.5.2单流道叶轮设计实例229
11.5.3单流道泵典型结构图230
11.6双流道泵设计方法230
11.6.1水力设计方法230
11.6.2设计实例235
11.6.3双流道泵典型结构图235
11.7螺旋离心泵设计方法236
11.7.1螺旋离心泵的特点236
11.7.2水力设计方法237
11.7.3轴向力和径向力239
11.7.4螺旋离心泵性能的影响因素及改善措施239
11.7.5设计实例239
11.7.6螺旋离心泵典型结构图239
11.8前伸式双叶片泵设计方法240
11.8.1前伸式双叶片污水泵的水力设计240
11.8.2设计实例和性能试验结果241
11.9旋流泵设计方法242
11.9.1旋流泵概述242
11.9.2旋流泵几何参数对性能的影响242
11.9.3旋流泵设计方法及设计实例244
11.9.4旋流泵典型结构图245
参考文献246
第12章 自吸离心泵与射流泵249
12.1气液混合式自吸离心泵249
12.1.1气液混合式自吸离心泵概述249
12.1.2气液混合式自吸离心泵设计250
12.1.3影响气液混合式自吸离心泵性能的因素253
12.2射流式喷灌自吸离心泵254
12.2.1射流式喷灌自吸离心泵的结构与工作原理254
12.2.2射流式喷灌自吸离心泵的理论与设计254
12.2.3射流式喷灌自吸离心泵水力设计实例259
12.2.4喷嘴的射流原理及结构设计263
12.2.5回流阀的工作原理264
12.3自吸离心泵典型结构265
12.3.1半开式叶轮自吸离心泵265
12.3.2自吸离心泵其他几种典型结构265
12.4水环泵267
12.4.1单腔水环泵267
12.4.2双腔水环泵268
12.5射流泵及射流离心泵装置269
12.5.1射流泵概述269
12.5.2射流泵的参数及工作性能方程269
12.5.3射流泵的汽蚀270
12.5.4水射流泵的设计271
12.5.5液气射流泵的设计272
12.5.6离心射流泵组合装置性能272
参考文献273
第13章 旋涡泵275
13.1旋涡泵工作原理和特点275
13.1.1工作原理275
13.1.2旋涡泵特点275
13.1.3旋涡泵基本方程式276
13.2旋涡泵分类和典型结构276
13.2.1旋涡泵分类276
13.2.2旋涡泵典型结构形式277
13.3旋涡泵的水力设计279
13.3.1水力设计计算279
13.3.2过流部件几何形状对泵性能的影响282
13.3.3单级小流量旋涡泵设计实例282
参考文献284
第14章 磁力泵285
14.1磁力泵概述285
14.1.1新型磁力传动技术285
14.1.2磁力泵的发展与应用285
14.1.3磁力泵的基本结构285
14.1.4磁力泵的主要特点285
14.2磁力耦合器286
14.2.1磁力耦合器传动原理286
14.2.2磁力耦合器转矩计算287
14.2.3磁力耦合器设计288
14.2.4磁力耦合器试验装置290
14.3磁转子能量损失分析291
14.3.1磁涡流损失分析291
14.3.2其他损失291
14.4磁性材料291
14.4.1永磁材料291
14.4.2磁路材料选择292
14.4.3新型稀土永磁材料的发展293
14.5磁力泵的主要技术293
14.5.1轴向力平衡293
14.5.2冷却润滑循环液回路293
14.5.3导轴承与推力盘294
14.5.4低汽蚀余量设计294
14.5.5主要零部件材料294
14.5.6其他设计294
14.6磁力泵的应用294
参考文献296
第15章 屏蔽泵298
15.1屏蔽泵概述298
15.1.1屏蔽泵的发展298
15.1.2屏蔽泵的结构原理298
15.1.3屏蔽泵的主要特点299
15.2屏蔽泵的结构设计299
15.2.1屏蔽泵的主要结构299
15.2.2屏蔽泵的主要零部件设计302
15.3屏蔽泵冷却回路设计308
15.3.1屏蔽泵冷却循环回路308
15.3.2屏蔽泵冷却循环回路计算309
15.4屏蔽泵轴向力平衡设计计算312
15.4.1轴向力限定值312
15.4.2屏蔽泵的轴向力平衡设计312
15.4.3屏蔽泵的轴向力平衡试验314
15.4.4屏蔽泵轴向力计算程序的设计314
15.5屏蔽泵能耗的分析与计算316
15.5.1屏蔽电动机能耗的分析316
15.5.2屏蔽泵能耗的计算316
15.5.3屏蔽泵的泵头部分效率的计算317
15.5.4屏蔽泵机组的总效率318
15.6屏蔽泵监控技术设计318
参考文献318
第16章 核电用泵320
16.1核电用泵概述320
16.2核主泵320
16.2.1核主泵功能320
16.2.2核主泵发展历程321
16.2.3轴封式核主泵结构325
16.2.4AP1000屏蔽泵结构332
16.2.5核主泵内部非定常流动特性339
16.2.6核主泵失水事故汽液两相流动特性341
16.2.7核主泵瞬态流动特性344
16.3离心式上充泵345
16.3.1离心式上充泵概述345
16.3.2上充泵的其他要求346
16.3.3上充泵的结构特点346
16.3.4上充泵多工况水力设计350
16.3.5上充泵转子系统临界转速计算352
16.3.6上充泵结构抗震计算355
16.4余热排出泵359
16.4.1余热排出泵简介359
16.4.2技术要求359
16.4.3余热排出泵结构360
16.4.4AP1000余热排出泵360
16.4.5转子模态分析361
16.5给水泵362
16.5.1给水泵功能362
16.5.2汽动给水泵装置362
16.5.3汽动给水泵结构364
16.5.4引漏系统366
16.5.5国内外核电站给水泵配置方案介绍366
16.6电动辅助给水泵367
16.6.1电动辅助给水泵简介367
16.6.2电动辅助给水泵国内外研究现状367
16.6.3泵组布置与性能参数367
16.6.4电动辅助给水泵结构介绍368
16.7凝结水泵370
16.7.1凝结水泵简介370
16.7.2凝结水泵结构370
16.8循环水泵370
16.8.1混凝土蜗壳循环泵结构371
16.8.2混凝土蜗壳循环泵水力模型开发372
16.8.3AP1000立式循环水泵374
参考文献375
第17章 泵作透平377
17.1泵作透平概论377
17.1.1泵和泵作透平的区别与联系377
17.1.2泵作透平利用压力能的优点378
17.1.3泵作透平的使用场合378
17.1.4泵作透平的使用形式378
17.1.5泵作透平的应用范围378
17.2泵作透平基本参数379
17.2.1流量379
17.2.2扬程379
17.2.3转速380
17.2.4功率380
17.2.5效率380
17.3泵作透平外特性曲线的分析380
17.3.1扬程流量曲线380
17.3.2轴功率流量曲线381
17.3.3效率流量曲线381
17.4泵作透平的外特性预测381
17.4.1理论分析381
17.4.2经验公式382
17.5泵作透平效率的提高382
17.5.1进口圆角382
17.5.2尾水管382
17.6使用泵作透平时的注意事项383
17.6.1选型383
17.6.2机械校核383
参考文献384
第18章 往复泵385
18.1往复泵工作原理及其特点385
18.1.1工作原理385
18.1.2往复泵的工作特点385
18.2结构类型与应用386
18.2.1往复泵的分类386
18.2.2往复泵的用途386
18.3机动往复泵主要性能参数387
18.3.1流量387
18.3.2压力和真空度389
18.3.3功率和效率390
18.3.4吸入性能391
18.4泵阀的基本理论392
18.4.1泵阀运动理论的研究392
18.4.2最大允许往复次数的确定及泵阀计算394
18.5往复泵的设计395
18.5.1往复泵的结构形式396
18.5.2泵主要结构参数的选择399
18.5.3原动机的选择401
18.6空气室的设计401
18.6.1空气室的工作原理401
18.6.2空气室的计算402
18.7计量泵404
18.7.1计量泵概述404
18.7.2计量精度404
18.7.3计量泵的种类和特点405
18.7.4计量泵的控制407
参考文献407
第19章 回转式容积泵408
19.1回转式容积泵概述408
19.1.1工作原理与主要类型408
19.1.2主要性能参数408
19.1.3性能特征与应用409
19.2回转式容积泵的泵内间隙与吸入条件409
19.2.1泵内间隙409
19.2.2吸入条件410
19.3齿轮泵411
19.3.1外啮合齿轮泵411
19.3.2内啮合齿轮泵415
19.4螺杆泵416
19.4.1单螺杆泵416
19.4.2三螺杆泵419
19.4.3双螺杆泵420
19.5旋转活塞泵423
19.5.1凸轮泵423
19.5.2滑片泵424
19.6挠性泵425
19.6.1蠕动泵425
19.6.2挠性转子泵426
19.6.3挠性衬圈泵426
参考文献427
第20章 诱导轮428
20.1诱导轮基本理论428
20.1.1诱导轮结构及作用428
20.1.2诱导轮基本理论429
20.1.3诱导轮改善泵汽蚀性能原因分析430
20.2诱导轮叶栅稠密度、轮缘间隙及进口边作用430
20.3诱导轮设计431
参考文献438
第21章 泵的轴封439
21.1泵的轴封概述439
21.2常用密封类型及应用439
21.3填料密封440
21.3.1填料密封的原理440
21.3.2填料的材料440
21.3.3填料的选型440
21.4机械密封442
21.4.1机械密封的工作原理442
21.4.2机械密封的类型442
21.4.3机械密封的典型结构443
21.5机械密封的选型445
21.6常用机械密封材料445
21.7机械密封的设计计算447
21.7.1机械密封的主要参数确定447
21.7.2机械密封的计算448
21.8API 682标准规定的密封系统方案450
参考文献452
第22章 泵零件的强度计算453
22.1轴向力及径向力计算453
22.1.1轴向力的计算453
22.1.2轴向力的平衡454
22.1.3平衡盘的计算及应用460
22.1.4径向力计算及其平衡463
22.2泵轴的强度、刚度计算464
22.2.1泵轴强度校核的方法464
22.2.2泵轴直径初步计算464
22.2.3精确强度校核计算465
22.2.4轴的刚度校核468
22.2.5泵轴强度校核软件SPCAD系统472
22.3泵轴临界转速的计算474
22.3.1临界转速的计算474
22.3.2影响临界转速的因素481
22.3.3临界转速程序化计算481
22.4泵体的强度计算482
22.4.1蜗壳式泵体的强度计算482
22.4.2分段式多级泵中段的强度计算484
22.4.3双层壳体泵体的强度计算485
22.5叶轮、键、联轴器、平衡盘的强度计算486
22.5.1叶轮强度计算486
22.5.2键的强度计算487
22.5.3联轴器强度计算487
22.5.4平衡盘强度计算488
22.6泵体连接螺栓、进出口法兰的强度计算489
22.6.1螺栓计算的基本原理489
22.6.2连接螺栓计算步骤490
22.6.3泵进出口法兰的强度计算490
22.7多级泵穿杠和中段密封凸缘宽度的强度计算491
22.7.1受力分析491
22.7.2计算步骤491
参考文献492
第23章 泵进出水流道493
23.1泵装置结构形式493
23.1.1泵装置结构形式分类493
23.1.2不同形式泵装置比较493
23.2进水池498
23.2.1进水池流态对水泵工作的影响498
23.2.2进水池形状和尺寸确定498
23.2.3水泵吸水管口的合理位置确定499
23.3进水流道503
23.3.1进水流道的设计要求503
23.3.2肘形进水流道504
23.3.3钟形进水流道506
23.3.4簸箕形进水流道507
23.4出水流道508
23.4.1虹吸式出水流道508
23.4.2直管式出水流道510
23.4.3其他形式出水流道512
23.5断流装置513
23.5.1真空破坏阀513
23.5.2拍门513
23.5.3快速闸门514
参考文献515
第24章 泵的振动与噪声516
24.1噪声和振动理论基础516
24.1.1有关概念及单位516
24.1.2声波的物理性质517
24.1.3声波方程519
24.1.4声波的传播521
24.1.5声信号的分析技术522
24.1.6振动信号的分析技术与模态分析524
24.2泵的噪声525
24.2.1简单声源525
24.2.2泵的机械噪声527
24.2.3泵的流动诱导噪声528
24.2.4泵的噪声辐射531
24.2.5噪声控制技术532
24.2.6噪声测量534
24.3泵的振动537
24.3.1简单振动模型537
24.3.2泵的机械振动538
24.3.3流动诱导振动540
24.3.4模态分析及实例541
24.3.5流动诱导振动计算实例543
24.3.6振动控制技术544
24.3.7振动测量547
24.3.8泵机械故障诊断550
参考文献550
第25章 泵试验552
25.1试验装置552
25.1.1标准试验装置552
25.1.2模拟试验装置553
25.1.3开式循环回路554
25.1.4闭式循环回路556
25.2泵性能参数的传感与测量558
25.2.1压力的测量558
25.2.2流量的测量560
25.2.3转速的测量567
25.2.4轴功率的测量568
25.3泵试验方法573
25.3.1试验条件573
25.3.2性能试验575
25.3.3汽蚀试验579
25.4泵试验的误差分析583
25.4.1泵试验不确定度的估算583
25.4.2测量结果的表示方法及有效数字585
25.5泵性能的计算机测试简介586
25.5.1测试系统的组态结构586
25.5.2测试系统的功能588
25.5.3测试系统实例589
参考文献598
第26章 泵内流测试技术与应用599
26.1泵内流测试技术概述599
26.2传统流动显示技术600
26.2.1染色线法600
26.2.2氢气泡法600
26.2.3油流法601
26.2.4丝线法602
26.3粒子图像测速(PIV)技术603
26.3.1PIV基本原理603
26.3.2PIV测试流程603
26.3.3PIV系统604
26.3.4示踪粒子的选择606
26.3.5PIV测试基本参数的选择原则607
26.3.6PIV的发展607
26.4激光多普勒测速(LDV)技术608
26.4.1LDV概述608
26.4.2LDV基本原理609
26.4.3LDV系统609
26.4.4示踪粒子610
26.4.5LDV系统的特点610
26.5激光相位多普勒测速(PDPA)技术611
26.5.1PDPA系统611
26.5.2PDPA基本原理611
26.5.3PDPA光路参数的选择与光路调节613
26.6应用实例614
26.6.1应用油流法研究离心泵诱导轮内流动614
26.6.2应用PIV研究离心泵叶轮内流动614
26.6.3应用PIV研究采用不同示踪粒子时离心双流道泵内流动615
26.6.4应用LDV研究微型轴流血泵内流动617
26.6.5应用PDPA研究旋流泵内两相流动618
参考文献620
第27章 泵的运行621
27.1泵工况的确定621
27.1.1管路特性曲线和装置扬程特性曲线621
27.1.2泵工况点的确定622
27.2泵的并联与串联运行622
27.2.1泵的并联622
27.2.2泵的串联624
27.3泵工况的调节625
27.3.1装置扬程特性的调节625
27.3.2泵特性的调节625
27.3.3综合调节627
27.4泵站的经济运行628
27.4.1经济运行指标628
27.4.2泵站经济运行628
参考文献636
附录637
附录A 泵的材料选用637
附录B 单位换算644
附录C 常见液体的密度647
附录D 国内主要城市的海拔和大气压力647 2100433B
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考研专业控制理论与控制工程和检测技术与自动化装置两种专业各有千秋,可谓是三百六十五行,行行出状员。专业控制理论与控制工程(control engineering)是处理自动控制系统各种工程实现问题的综...
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岩土锚固理论与技术的研究现状与展望
现阶段,由于现代化建设的不断推进,地上工程建设已趋于饱和,越来越多的地下工程建设开始出现,并呈持续上升的态势。然而,在地下工程建设的施工过程中,时常发生坍塌、冒顶等事故,这是因为在复杂多变的地质条件下,围岩稳定性得不到较好的保证。所以,岩土锚固是地下工程建设中必不可少的一环。本文介绍了锚固的作用方式、作用机理以及锚固系统的破坏方式,在此基础上,对现有的锚固理论和技术进行论述,并对其存在的问题加以分析,为以后该领域的研究进行一下展望。
岩土锚固理论与技术的研究现状与展望
现阶段,由于现代化建设的不断推进,地上工程建设已趋于饱和,越来越多的地下工程建设开始出现,并呈持续上升的态势。然而,在地下工程建设的施工过程中,时常发生坍塌、冒顶等事故,这是因为在复杂多变的地质条件下,围岩稳定性得不到较好的保证。所以,岩土锚固是地下工程建设中必不可少的一环。本文介绍了锚固的作用方式、作用机理以及锚固系统的破坏方式,在此基础上,对现有的锚固理论和技术进行论述,并对其存在的问题加以分析,为以后该领域的研究进行一下展望。
《脉冲液体射流泵技术理论与试验》是论述脉冲液体射流泵技术理论与试验的一部专著,由水利水电重点科技专著出版经费资助出版。
《脉冲液体射流泵技术理论与试验》可作为从事或涉及流体机械及工程,尤其是脉冲射流技术的科技人员和高等院校教师及研究生的参考用书。
一般渣浆泵的工作原理大致相同都是将原动机的能量转变为所输送介质的动能和压能。
但是渣浆泵的种类多种多样,而且在不同的行业也应用着不同种类的渣浆泵。
根据其不同行业的应用有不同的名称,其结构形式也多样。
一般可根据泵的作用原理、结构形式、 所输送介质和过流件材质以及叶轮数目等方面来进行分类 。
1、依据渣浆泵的结构形式进行分类 离心式渣浆泵的工作环境比较恶劣,其结构形式也极为复杂,
(1)一般按照渣浆泵的结构 形式来进行分类时可将其分为立式渣浆泵、卧式渣浆泵和潜水式渣浆泵三大类型。
立式渣浆泵通常也可以称之为液下渣浆泵。
这种泵的电动机一般要放置在比较高的位置,而渣浆泵则要放置在低处并且要浸入到浆体中。
两者之间用一根长形圆管相连接,要是电动机与渣浆泵的距离过长,则还要用几段长管相联。
卧式渣浆泵就是我们通常所见到的渣浆泵也称之为普通渣在浆泵。
目前市场上大多数的泵都采用这种结构形式。这种渣浆泵的泵轴与水平面平行。
而卧式渣浆泵又可以分为重型渣浆泵和轻型渣浆泵(浆体的重量浓度 Cw>20%,固体相对密度 Ss>20,固体颗粒,d>0.05mm )则称之为强磨蚀浆体, 其它的则为弱磨蚀浆体。
目前也已经成为我国以及世界工业领域不可替代的浆料输送设备。
重型与轻型离心式渣浆泵的结构形式与使用功能也不尽相同。
重型离心式渣浆泵一般都是由两个泵体组成的即所谓的 双泵体结构。所输送的浆料常具有强腐蚀性。
轻型离心式渣浆泵一般只有一个泵体组成 也就是所谓的单泵体结构,其输送的浆体一般也是弱腐蚀性。
(浆体的重量浓度 Cw>20%,固体相对密度 Ss>20,固体颗粒,d>0.05mm )则称之为强磨蚀浆体即重型渣浆泵, 其它的则为弱磨蚀浆体即轻型查浆泵。
潜水渣浆泵的结构形式紧凑,体积也比较小,
在使用时一般都将整个机体全部浸入浆体中,这种泵不允许液体流入到电机内部,因此对该种渣浆泵的密封有着极高的要求。
(2)按输送介质的性质分类
根据渣浆泵所输送介质性质的不同,可把渣浆泵分为泥浆泵、砂砾泵、砂泵等。
根据其输送介质磨蚀性的不同,可把浆体分为强磨蚀浆体和弱磨蚀浆体。
(浆体的重量浓度 Cw>20%,固体相对密度 Ss>20,固体颗粒,d>0.05mm )则称之为强磨蚀浆体, 其它的则为弱磨蚀浆体。
而强磨蚀浆体的泵称为重型渣浆泵,弱磨蚀浆体的泵称为轻型查浆泵
(3)按叶轮数目来分类
根据叶轮数目的多少同可以划分为单级泵与多级泵,
单级泵只有一个叶轮,所以此类泵结构简单,扬程低;
多级泵有二个及二个以上的叶轮。它的功率与扬程就是各个单级泵的总和。
多级泵的扬程很多,能达到上百米。
缺点:结构复杂, 体积重量大。不易于检修与安装。
如今随着我国重工业的发展,多级泵的用途越来越广。
2、除了上述分类之外,我们还可以按过流件的材质、叶轮的进水方式、压水室型式、泵轴的位置的不同来划分。
(1)根据渣浆泵过流件材质的不同来划分。
通常可以把离心式渣浆泵分为金属与非金属两种不同类型的渣浆泵。
由于镍硬铸铁和高铬合金等金属材料都具有很好的耐磨性能。金属渣浆泵的过流件其材料通常也是采用这种类型的金属材料;
非金属渣浆泵的过流件是由非金属材料制造,一般常用的非金属材料有玻璃、陶瓷、塑 3 料、石墨和橡胶等;
渣浆泵在实际中的运用
由于渣浆泵自身的优点,渣浆泵在当前国民经济中的应用越来越广泛,其作用也越来越大。
把渣浆泵作为一种通用输送设备,具有安全、高效、成本低等多种优点。
特别是近 年来随着科学技术的发展,人们对渣浆泵更加合理的设计,大大延长了其使用寿命,提高 了企业的生产效率从而也相应的减小了企业的生产成本。
《低比速离心泵理论与设计》是机械工业出版社出版的图书。