书名：单双叶片离心泵设计与试验

定价：58.00

作者 ：谭林伟 施卫东 陈刻强 著

出版社：中国石化出版社

出版日期：2019-08

ISBN：9787511452641

字数：203 千字

页码：168

版次：第1版第1次

装帧：平装

开本：16开

本书全面总结了单双叶片离心泵产品研发现状，介绍了单双叶片离心泵设计方法及数值模拟方法，并基于数值模拟和外特性试验，分析总结了叶轮主要几何参数与单双叶片离心泵外特性的几何映射关系，系统介绍了单双叶片离心泵的试验研究：外特性试验、压力脉动试验、PIV内流场测试、瞬态径向力测试以及振动试验。谭林伟，男，1987年4月出生，工学博士，现任南通大学机械工程学院讲师。2007年-2011年于兰州理工大学流体动力与控制学院流体机械及工程专业学习，获学士学位，2011-2018于江苏大学流体机械工程技术研究中心流体机械及工程专业学习，获得硕士和博士学位。主要从事离心泵优化设计及内部非定常流动特性研究，参与国家自然科学基金、国家科技支撑计划、江苏省产学研项目和江苏省自然科学基金等项目。先后获得石油和化学工业联合会科技进步奖一等奖、中国机械工业科学技术奖一等奖，发表SCI和EI论文五篇，授权实用新型专利两项，发明专利一项。

 

前言 II

目 录 V

第一章  绪  论 1

1.1 概述 

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 单双叶片离心泵产品研发现状 1

1.2.2 单双叶片离心泵压力脉动及泵内部流场PIV试验研究现状 3

1.2.3 单双叶片离心泵径向力研究现状 6

1.3 本书主要研究内容 8

第二章  单叶片离心泵的设计 10

2.1 单叶片离心泵水力设计与绘型 10

2.2 数值模拟 13

2.2.1 控制方程 13

2.2.2 计算域确定 14

2.2.3 网格划分 15

2.2.4 湍流模型及边界条件 16

2.2.5 数值计算结果 16

2.2.6 能量损失分析 18

2.2.7 叶片出口安放角对单叶片离心泵外特性的影响 20

2.2.8 叶片包角对单叶片离心泵外特性的影响 24

2.3 外特性试验与对比 26

2.4 本章小结 29

第三章  双叶片离心泵的设计 31

3.1 双叶片离心泵过流部件的水力设计及三维造型 31

3.2  正交试验研究 33

3.2.1 试验目的 33

3.2.2 确定试验因素和试验方案 34

3.2.3 正交试验结果分析 35

3.3  二次回归研究 37

3.3.1 回归试验方案设计 37

3.3.2 结果分析 37

3.3.3 样机试验与回归优化分析 40

3.3.4 优化结果对设计方法的反馈 41

3.4前缘后掠角对双叶片离心泵性能的影响 42

3.4.1 前缘后掠角的定义 42

3.4.2 模型建立 43

3.4.3不同前缘后掠角双叶片离心泵的外特性曲线分析 43

3.4.4 不同前缘后掠角双叶片离心泵的内流场分析 45

3.5  模型试验与对比 48

3.6  本章小结 49

第四章  单叶片离心泵压力脉动数值模拟 50

4.1 非定常数值模拟 50

4.2 不同蜗壳对单叶片离心泵压力脉动的影响 50

4.2.1 蜗壳内的压力脉动 52

4.2.2 叶轮内的压力脉动 59

4.3 叶片出口安放角对单叶片离心泵压力脉动的影响 66

4.4 流道式叶轮的泵内压力脉动 68

4.5 叶片包角对单叶片离心泵压力脉动的影响 71

4.6 本章小结 75

第五章  单叶片离心泵压力脉动试验分析 76

5.1 试验仪器与系统 76

5.2 试验方法与步骤 76

5.2.1 压力脉动测点布置 76

5.2.2 试验方案与步骤 77

5.3 试验结果与分析 78

5.3.1 不同流量工况下蜗壳内的压力脉动 78

5.3.2 不同转速下蜗壳内的压力脉动 82

5.3.3 前泵腔的压力脉动 85

5.3.4 数值模拟压力脉动与试验结果对比 87

5.4 本章小结 89

第六章  双叶片离心泵内部流场的PIV试验研究 90

6.1  试验模型泵 90

6.2  PIV测试系统与试验台的设计 91

6.2.1 PIV测量的基本准则 92

6.2.2 PIV系统与设备 92

6.2.3 PIV试验台的设计 94

6.3  试验方案与注意事项 96

6.3.1 外特性试验方法 96

6.3.2 PIV试验方法 97

6.3.3 PIV试验拍摄方案 97

6.4  试验结果与分析 98

6.4.1试验泵的外特性 98

4.4.2 流场的后处理 99

6.4.3不同流量工况下的速度分布 100

6.4.4 小流量工况下不同相位的速度流场分布 103

6.5  本章小结 105

第七章  单叶片离心泵径向力的数值分析与试验研究 107

7.1 径向力的理论分析 107

7.2 蜗壳对单叶片离心泵径向力的影响 108

7.3 流量对单叶片离心泵径向力的影响 112

7.4 转速对单叶片离心泵径向力的影响 114

7.5 叶片出口安放角对单叶片离心泵径向力的影响 115

7.6 流道式叶轮径向力 117

7.7 叶片包角对单叶片离心泵径向力的影响 119

7.8 叶轮偏心对单叶片离心泵径向力的影响 125

7.9 单叶片离心泵径向力的试验研究 128

7.9.1径向力测试原理及试验仪器与系统 128

7.9.2试验方法与步骤 131

7.9.3试验结果与分析 132

7.10 单叶片离心泵径向力的平衡 137

7.10.1 叶轮重心偏心平衡径向力 138

7.10.2 叶轮中心偏心平衡径向力 140

7.11 本章小结 143

第八章  单叶片离心泵振动试验研究 145

8.1 测量仪器与系统 145

8.2 试验方案与步骤 148

8.3 试验结果与分析 149

8.3.1  泵空转时叶轮口环瞬态位移 149

8.3.2  泵抽水时叶轮口环瞬态位移 155

8.3.3  水力径向力诱导叶轮口环瞬态位移 157

8.3.4  蜗壳振动测试结果 161

8.4 本章小结 164

参考文献 165

 

本书介绍了单双叶片离心泵的设计方法，结合理论分析、数值模拟以及外特性试验、压力脉动试验、PIV内流场测试、瞬态径向力测试以及振动试验，系统分析了叶轮主要几何参数与单双叶片离心泵外特性的几何映射关系，介绍了优化设计方法，揭示了泵内瞬态流场结构特征，阐明了泵内压力脉动、水力诱导径向力等产生机理，并提出了有效平衡单叶片离心泵径向力的措施