本书以对我国经济建设和国家安全有着重要现实意义的流程离心泵和航天发动机离心泵为具体工程背景，从基础理论、水力设计、数值计算、结构优化、在线监测以及应用案例等方面，针对实际输送介质的大功率流程离心泵提出了基于流体动力、转子动力、在线监测和实际工况的大功率流程离心泵机组融合设计方法。同时，设计开发了大功率加氢进料离心泵机组、大功率高压除焦水泵机组、大功率低温高速液氧泵机组等一系列高端石化流程离心泵和航天发动机高速离心泵机组产品。这些高端离心泵机组产品均领先于国内同行业产品性能，达到了国际先进水平。本书研究成果可为大功率流程离心泵国产化开发设计及可靠运行提供理论和技术支撑。本书可作为流体机械和叶轮机械教学和科研人员的参考书，也可为离心泵机组产品设计和实际应用的科研人员提供重要的借鉴和指导。

Contents前言 
本书字符含义 
第1章绪论 
11背景 
12国内外研究现状 
121离心泵水力性能预测研究现状 
122离心泵转子系统动力学特性预测研究现状 
123离心泵机组在线监测和故障诊断研究现状 
124智能化流程离心泵机组产品开发研究现状 
第2章流程离心泵过流部件的水力设计 
21离心泵过流部件的初步设计 
211整体设计 
212主要过流部件设计 
22离心泵全流场数值计算与性能预测 
221计算流体力学基本理论 
222全流场瞬态数值计算参数设置 
223适宜泵实际工况的湍流模型发展 
224离心泵水力性能预测 
23基于熵产和叶片载荷的离心泵叶片叶型设计 
第3章流程离心泵机组转子系统的设计 
31转子系统动力学方程及受力分析 
32流体激励力表征及求解 
33转子系统动力学特性方程 
34转子系统动力特性分析与预测 
第4章流程离心泵机组结构的设计 
41整体设计 
42转子系统结构设计 
421叶轮结构设计 
422转轴设计 
423支承系统设计 
43叶轮的安装形式 
44润滑系统设计 
45密封系统设计 
46轴向力平衡系统设计 
47在线监控及故障诊断系统设计 
471整体方案设计 
472离心泵信号采集模块设计 
473远程监测系统服务器端设计 
474离心泵状态信号特征提取 
475离心泵运行状态分析 
第5章流程离心泵机组设计及应用案例 
51大功率加氢进料离心泵机组 
52大功率高压除焦水泵机组 
53大功率液力透平与加氢进料泵机组 
54大功率加氢反应进料高压注水泵 
55汽轮机驱动冷凝水泵机组 
56大功率高速离心泵机组 
561大功率单级高速原料油进料泵 
562高速串联加氢注水离心泵机组 
57低温离心泵机组 
571低温高速液氧泵机组 
572大功率低温潜液离心泵机组 
58大功率高温油浆泵机组 
参考文献 
Integration Design Technique and Application 
of Processes Centrifugal PumpContentsContents 
Preface 
Symbol List 
Chapter 1Introduction 
11Background 
12Research Actuality 
121Prediction of hydraulic performance 
122Prediction of rotor dynamic characteristic 
123Online monitoring and fault diagnosis system 
124Intelligent product design of centrifugal pump 
Chapter 2Hydraulic design of centrifugal pump 
21Preliminary hydraulic design 
211Integrated design 
212Hydraulic design of main flow Passage components 
22The whole flow field numerical calculation and performance 
prediction 
221The theory of computational fluid dynamics 
222Parameter settings of the whole flow field numerical calculation 
223Development of the appropriate turbulence model under actual working 
condition of centrifugal pump 
224Performance prediction of centrifugal pump 
23Blade design based EGR and blade load analytical method 
Chapter 3Design of rotor system of cetrifugal pump 
31Rotor dynamic equation and force analysis 
32Characterization and solution of fluid exciting force 
33Rotor dynamic equation 
34Analysis of rotor dynamic characteristic 
Chapter 4Structural design of centrifugal pump 
41Integrated design 
42Design of rotor system 
421Structural design of impeller 
422Design of pump shaft 
423Design of support system 
43Installing form of impeller 
44Design of lubrication system 
45Design of sealing system 
46Design of axial force balancing system 
47Design of online monitoring and fault diagnosis system 
471Integrated design 
472Signal acquisition module of cetrifugal pump 
473Remote monitoring system server 
474Extraction of status signal of centrifugal pump 
475Analysis of centrifugal pump operating parameters 
Chapter 5Design and application of centrifugal pump 
51Highpower hydrogenation feed centrifugal pump unit 
52High pressure coke removal cetrifugal pump unit 
53Hydraulic turbine and hydrogenation feed pump unit 
54High pressure waterinjection pump unit of hydrogenation feed 
system 
55Condensing water pump unit drived by steam turbine 
56High speed centrifugal pump unit 
561Single stage high speed oil pump unit 
562High speed waterinjection pumps in series of hydrogenation feed 
system 
57Cryogenic centrifugal pump unit 
571High speed liquid oxygen centrifugal pump unit 
572Cryogenic submersible centrifugal pump unit 
58Highpower oil slurry centrifugal pump

Preface流程离心泵广泛应用于石油化工、煤化工等行业，是国民经济必不可少的重要流体输送设备。在流程离心泵机组向大功率、多级化、高压及高转速方向发展的过程中，带来的一个不可避免的问题是离心泵的工作稳定性与可靠性。大功率流程离心泵机组必须具备良好的工作稳定性和可靠性才能保证整个石油炼化装置的安全平稳和可靠运行。总体来看，我国流程离心泵尤其是大功率石化流程离心泵基本处于国际液体输送系统设备产业的中低端，流程离心泵的先进设计制造理念及其与运行调控的互联互通还没有引起高度的重视，较为完善的融合设计方法尚未形成。本书以三元流动理论和经验公式作为初步设计基础，以效率、汽蚀余量、振动等作为优化目标，以试车时的实测数据作为判定准则，根据实际介质进行针对性的结构设计，提出了基于流体动力、转子动力、在线监测和实际工况的大功率流程离心泵机组融合设计方法。提出了基于现场运行状况和实际流体介质的个性化结构设计技术，经独特的结构设计和积木化设计，设计开发了大功率加氢进料离心泵机组、大功率高压除焦水泵机组、大功率液力透平与加氢进料泵机组、大功率加氢反应进料高压注水泵机组、汽轮机驱动冷凝水泵机组、大功率单级高速原料油进料泵机组、高速串联加氢注水离心泵机组、大功率高温油浆泵机组、大功率低温高速液氧泵机组、大功率低温潜液离心泵机组等产品，这些开发产品的性能均领先于同行业的产品性能，达到了国际先进水平。本书的研究成果可为大功率流程离心泵国产化开发设计及可靠运行提供理论和技术支撑。本书在成书过程中，得到了浙江理工大学、嘉利特荏原泵业有限公司、杭州大路实业有限公司、浙江天德泵业有限公司、利欧集团股份有限公司、杭州新亚低温科技有限公司、昆明嘉和科技股份有限公司、烟台龙港泵业股份有限公司以及大连大耐泵业有限公司等单位有关老师和科技人员的大力支持，他们包括崔宝玲教授、李昳教授、翟璐璐副教授、林培锋副教授、陈小平副教授、林德生高级工程师、宿向辉博士、胡建新博士、任芸博士、王德静高级工程师、郑红海高级工程师、袁静高级工程师等，在此一并表示衷心的感谢！本书得到了国家自然科学基金重点项目（No51536008和NoU1709209）以及浙江省自然科学基金杰出青年项目（LR20E090001）的资助。对于书中存在的不足，敬请读者批评指正。朱祖超贾晓奇李晓俊本书字符含义本书字符含义 
Symbol List1英文字母含义a3蜗壳喉部高度（m）ad导叶喉部平面宽度（m）Ad导叶喉部面积（m2）Aw蜗壳喉部面积（m2）b1叶片进口宽度（m）b2叶片出口宽度（m）b3蜗壳宽度（m）bd导叶喉部轴面宽度（m）B2叶轮前、后盖板总厚度（m）C主阻尼矩系数（Ns/m）Cq汽蚀比转速dc小齿轮的直径（mm）dh叶轮轮毂直径（m）D1叶轮进口直径（m）D2叶轮出口直径（m）D3蜗壳基圆直径（m）Dd泵出口直径（m）Dio诱导轮出口直径（m）Ds泵进口直径（m）Dt诱导轮叶尖直径（m）Fa齿轮轴向力（N）H扬程（m）k斜叶片载荷分布在主加载区的斜率mn齿轮的模数(mm)M主附加质量（kg）pg润滑油表压（Pa）Q流量（m3/s）Qdes设计流量（m3/h）QL润滑油量（m3/h）n转速（r/min）ns泵比转速N轴承转速（r/min）Rd1诱导轮进口轮毂比Rd2诱导轮出口轮毂比S叶片静矩（Nm）Sd诱导轮导程（m）SD由平均速度产生的熵产（W/K）SD′由脉动速度产生的熵产（W/K）T流体质点当地温度（K）sj诱导轮叶片节距（m）u1叶轮进口速度（m/s）u2叶轮出口速度（m/s）u流体时均速度（m/s）uτ壁面摩擦速度（m/s）U齿轮的圆周速度（m/s）Wz轴承载荷（N）z叶片数zi诱导轮叶片数2希腊字母含义α′3导叶进口液流角（°）αf反导叶进口安放角（°）α′f反导叶进口液流角（°）β1叶片进口角（°）β2叶片出口角（°）βi1诱导轮进口叶片安放角（°）βi2诱导轮出口叶片安放角（°）θ叶片总包角（°）θ1诱导轮叶片前缘包角（°）θ2叶尖包角（°）θw蜗壳隔舌起始角（°）Φind诱导轮进口流量系数Δcind诱导轮叶尖间隙（m）δind诱导轮叶片厚度（m）μt湍流黏性系数（Pas）ε湍流耗散率（m2/s3）νt运动黏度系数（m2/s）μ流体动力黏度（Pas）ξi间隙流场进出口压力损失系数ξe间隙流场进出口压力恢复系数σ叶轮盖板圆周方向应力（Pa）［σ］许用应力（Pa）βL齿轮螺旋角（°）ρ密度（kg/m3）ω主轴转速（r/min）