本書對離心泵內(nèi)部的流動機理、 受力振動、 機械磨損和設(shè)計方法進(jìn)行了深入細(xì)致的講解和闡述， 包括離心泵的水力設(shè)計、 設(shè)計工況與非設(shè)計工況的三維流動、 空化、 壓力脈動、 振動與噪聲等內(nèi)部流動機理。 同時也涵蓋了氣液、 固液等離心泵內(nèi)部極其復(fù)雜的多相流現(xiàn)象， 以及葉輪等關(guān)鍵水力部件的磨損、 侵蝕及材料選擇等關(guān)鍵問題。本書共 １７ 章， 主要包括流體動力學(xué)原理、 離心泵的分類和性能參數(shù)、泵水力學(xué)和物理概念、 特性曲線、 部分載荷工況下三維流動現(xiàn)象對泵性能的影響、 吸入性能和空化、 水力部件設(shè)計、 數(shù)值流動計算、 液力、 振動與噪聲、 離心泵的運行、 透平工況及特性、 介質(zhì)對性能的影響、 高流速下材料的選擇、 泵選型和質(zhì)量控制、 泵的測試、 數(shù)據(jù)資料和其他文獻(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)資料。
本書圖文并茂、 深入淺出， 其中大量數(shù)據(jù)和圖表都是作者多年來工作經(jīng)驗的總結(jié)和深入研究成果的凝練結(jié)晶。 部分?jǐn)?shù)據(jù)和圖表屬于國內(nèi)首次公開， 具有重要的理論價值和工程實踐指導(dǎo)意義。
本書適合從事流體力學(xué)和泵技術(shù)研究的科研技術(shù)人員及院校師生學(xué)習(xí)參考。
目 錄
序 譯
者序
原書第 ３ 版前言
致謝
緒論 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １
第 １ 章 流體動力學(xué)原理 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５
１ １ 絕對和相對參考系下的流動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５
１ ２ 守恒定律 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５
１ ３ 邊界層和邊界層控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １９
１ ４ 彎曲流線的流動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２３
１ ５ 壓力損失 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８
１ ６ 導(dǎo)葉 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３８
１ ７ 淹沒射流 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４３
１ ８ 不均勻速度分布的均衡化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４４
１ ９ 并行管道及管網(wǎng)中的流量分布 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４６
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４８
第 ２ 章 離心泵的分類和性能參數(shù) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４９
２ １ 構(gòu)成、 原理及分類 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４９
２ ２ 性能參數(shù) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５２
２ ３ 泵的類型及其應(yīng)用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５５
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７６
第 ３ 章 泵水力學(xué)和物理概念 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７７
３ １ 速度三角形的一維計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７７
３ ２ 葉輪內(nèi)的能量轉(zhuǎn)換、 比功和揚程 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８２
３ ３ 由葉片引起的流動偏移、 滑移系數(shù) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８５
３ ４ 無量綱系數(shù)、 相似定律和比轉(zhuǎn)速 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８８
３ ５ 功率平衡和效率 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９１
３ ６ 二次流損失的計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９４
３ ７ 壓水室的基本水力計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １１１
３ ８ 水力損失 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １１８
３ ９ 壓力系數(shù)、 效率及水力損失的統(tǒng)計數(shù)據(jù) !!!!!!!!!!!!!!!!!!! １２３
３ １０ 表面粗糙度和雷諾數(shù)的影響 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １３１
３ １１ 損失最小化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４０
３ １２ 水力計算公式 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４１
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４１
第 ４ 章 特性曲線 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４４
４ １ 揚程 － 流量特性和功率消耗 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １４４
４ ２ 最高效率點 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １５８
４ ３ 泵性能預(yù)測 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １６２
４ ４ 型譜圖 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １６３
４ ５ 泵性能曲線的修正 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １６６
４ ６ 性能偏差的分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １７４
４ ７ 泵性能調(diào)整的計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １７７
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １８１
第 ５ 章 部分載荷工況下三維流動對泵性能的影響 !!!!!!!!!!!!!! １８２
５ １ 基本思想 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １８３
５ ２ 葉輪中的流動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! １８５
５ ３ 壓水室中的流動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２０１
５ ４ 回流的作用 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２０７
５ ５ 流動分離和回流對 Ｑ － Ｈ 曲線的影響 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２１９
５ ６ 改變 Ｑ － Ｈ 曲線形狀的方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２２７
５ ７ 開式軸流葉輪中的流動現(xiàn)象 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２３７
５ ８ 雙吸葉輪及雙蝸殼結(jié)構(gòu)中的流動不穩(wěn)定性 !!!!!!!!!!!!!!!!!! ２４３
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２４６
第 ６ 章 吸入性能和空化!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２４９
６ １ 空化物理現(xiàn)象 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２４９
６ ２ 葉輪或噴嘴中的空化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２５３
６ ３ 必需 ＮＰＳＨ 的計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２６９
６ ４ 流體性質(zhì)的影響 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２７８
６ ５ 空化誘導(dǎo)噪聲和振動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８３
６ ６ 空蝕 （空化侵蝕） !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ２８７
６ ７ 設(shè)備進(jìn)口壓力的選取 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３０４
６ ８ 汽蝕破壞： 分析和補救措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３０７
６ ９ 吸入性能缺陷： 分析及補救措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１７
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３１９
第 ７ 章 水力部件設(shè)計 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３２２
７ １ 設(shè)計方法及邊界條件 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３２２
７ ２ 徑向葉輪 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３２５
７ ３ 低比轉(zhuǎn)速離心葉輪 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３４３
７ ４ 無堵塞泵上的徑向葉輪 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３４８
７ ５ 混流式葉輪 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３５５
７ ６ 軸流葉輪及導(dǎo)葉 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３５９
Ⅷ 離 心 泵
７ ７ 誘導(dǎo)輪 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３８０
７ ８ 蝸殼 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３８９
７ ９ 有或無反導(dǎo)葉的徑向?qū)~ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ３９９
７ １０ 混流式導(dǎo)葉 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４０６
７ １１ 帶有導(dǎo)葉或固定導(dǎo)葉的蝸殼 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４０７
７ １２ 環(huán)形壓水室及無葉式導(dǎo)葉 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４０８
７ １３ 中開泵的吸水室 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４０９
７ １４ 葉輪設(shè)計的分析方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４１３
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４２３
第 ８ 章 數(shù)值流動計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４２７
８ １ 綜述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４２７
８ ２ 準(zhǔn)三維方法和三維歐拉方法 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４２９
８ ３ 納維 － 斯托克斯基礎(chǔ)理論 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４３０
８ ４ 求解平均值和后處理 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４４４
８ ５ 葉輪計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４５３
８ ６ 壓水室和級的計算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４５９
８ ７ 兩相流和空化 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４６２
８ ８ 計算策略不確定性和計算精度 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４６５
８ ９ 數(shù)值計算的評估標(biāo)準(zhǔn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４７８
８ １０ 數(shù)值模擬的基本準(zhǔn)則 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４８２
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４８４
第 ９ 章 液力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４８８
９ １ 葉輪側(cè)壁間隙中的流動現(xiàn)象 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ４８８
９ ２ 軸向力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５０２
９ ３ 徑向力 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５２０
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５４８
第 １０ 章 振動與噪聲 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５５０
１０ １ 葉輪出口的非定常流 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５５１
１０ ２ 壓力脈動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５５４
１０ ３ 瞬變流條件下的部件載荷 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５６６
１０ ４ 噪聲輻射 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５６７
１０ ５ 離心泵機械振動概述 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５７１
１０ ６ 轉(zhuǎn)子動力學(xué) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５７３
１０ ７ 水力激振 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ５８８
１０ ８ 對振動靈敏度低的泵設(shè)計指南 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６１１
１０ ９ 允許振動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６１３
１０ １０ 一般振動的診斷 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６１６
１０ １１ 軸承箱振動： 原理、 診斷、 補救措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６２５
１０ １２ 管路振動誘導(dǎo)的水力和聲學(xué)激發(fā) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６４４
目 錄 Ⅸ
１０ １３ 扭轉(zhuǎn)振動 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６６２
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６６５
第 １１ 章 離心泵的運行 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６６９
１１ １ 并聯(lián)或者串聯(lián)運行時的系統(tǒng)特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６６９
１１ ２ 泵的調(diào)節(jié) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６７３
１１ ３ 靜態(tài)和動態(tài)平穩(wěn)性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６８０
１１ ４ 開機和關(guān)機 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６８２
１１ ５ 過載、 水錘 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６８６
１１ ６ 允許的運轉(zhuǎn)范圍 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６８７
１１ ７ 泵的入流情況 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ６９０
１１ ８ 排出管道 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７１１
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７１４
第 １２ 章 透平工況及其特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７１６
１２ １ 離心泵反轉(zhuǎn)作為透平 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７１６
１２ ２ 全特性曲線 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７３４
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７３９
第 １３ 章 介質(zhì)對性能的影響 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７４０
１３ １ 高黏度流體的泵送 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７４０
１３ ２ 泵送氣液混合物 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７５８
１３ ３ 渦輪中兩相混合物的膨脹 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７８６
１３ ４ 顆粒水力運輸 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７９０
１３ ５ 牛頓流體 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ７９７
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８００
第 １４ 章 高流速下材料的選擇 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８０３
１４ １ 葉輪或?qū)~疲勞斷裂 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８０３
１４ ２ 腐蝕 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８１５
１４ ３ 軟化水中的侵蝕腐蝕 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８２７
１４ ４ 材料的選擇和許用流速 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８３５
１４ ５ 非水力磨損 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８６０
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８７９
第 １５ 章 泵的選型和質(zhì)量控制 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８８２
１５ １ 泵的規(guī)格 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８８２
１５ ２ 泵的類型和尺寸的確定 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８８４
１５ ３ 技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８８９
１５ ４ 高能量泵 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８９５
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ８９９
第 １６ 章 泵的測試!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９００
１６ １ 測試類型 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９００
１６ ２ 測試回路配置 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９０２
Ⅹ 離 心 泵
１６ ３ 測試儀表 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９１０
１６ ４ 測試準(zhǔn)備和測試步驟 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９１５
１６ ５ 測試評估與精度分析 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９１７
１６ ６ 測試中可能出現(xiàn)的問題與補救措施 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９１７
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９１９
第 １７ 章 數(shù)據(jù)資料!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９２０
１７ １ 單位和單位換算 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９２０
１７ ２ 飽和水的特性 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９２４
１７ ３ 氣體在水中的溶解度 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９２７
１７ ４ 物理常數(shù) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９２９
１７ ５ 液體中的聲速 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９３０
１７ ６ 機械振動的基本概念 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９３１
１７ ７ 水力設(shè)計說明書 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９３６
參考文獻(xiàn) !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９４０
其他文獻(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)資料 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ９４１
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