单双叶片离心泵设计与试验

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