泵理论与技术

书籍目录

前言

第1章 泵概述

1.1泵的定义

1.2泵的分类

1.2.1叶片式泵

1.2.2容积式泵

1.2.3其他类型泵

1.3泵的过流部件

1.3.1叶轮

1.3.2吸水室

1.3.3压水室

1.4叶片式泵的结构形式

1.5泵的用途

1.6泵的发展展望

参考文献

第2章 泵基本理论

2.1泵的基本参数

2.1.1流量

2.1.2扬程

2.1.3转速

2.1.4汽蚀余量

2.1.5功率和效率

2.2泵的基本方程

2.2.1基本方程的推导和说明

2.2.2动扬程、势扬程和反击系数

2.3比转速

2.3.1比转速公式推导

2.3.2关于比转速的说明

2.4特性曲线

2.4.1泵的特性曲线

2.4.2特性曲线的形状分析

2.4.3几何参数对泵特性曲线的影响

2.5相似理论

2.5.1相似理论的基本概念

2.5.2泵相似定律

2.5.3泵相似理论的应用

2.6泵的能量损失

2.6.1泵内的各种损失及泵的效率

2.6.2泵损失的计算

参考文献

第3章 泵汽蚀

3.1泵汽蚀概论

3.1.1泵内汽蚀的发生过程

3.1.2泵发生汽化时的危害

3.2汽蚀基本方程式

3.3汽蚀余量计算方法

3.3.1泵汽蚀余量计算方法

3.3.2装置汽蚀余量计算方法

3.4提高泵抗汽蚀性能的措施

3.4.1考虑抗汽蚀性能泵的设计要点

3.4.2防止汽蚀的措施

参考文献

第4章 离心泵和混流泵过流部件的水力设计

4.1泵设计理论与方法

4.1.1泵设计理论

4.1.2泵设计方法

4.2设计参数及其水力结构方案确定

4.2.1提供设计的参数和要求

4.2.2泵轴功率P及配用原动机的额定功率

4.2.3确定泵进出口直径

4.3叶轮水力设计

4.3.1泵轴径和叶轮轮毂直径

4.3.2叶轮设计的相似换算法

4.3.3速度系数法计算叶轮主要尺寸

4.3.4叶片绘型

4.4压水室的水力设计

4.4.1压水室的水力设计原理

4.4.2蜗室的水力设计

4.4.3双蜗室的水力设计

4.4.4环形压水室的设计

4.4.5径向及流道式导叶的设计

4.4.6空间导叶的设计

4.5吸水室的水力设计

4.5.1直锥形吸水室

4.5.2环形吸水室

4.5.3半螺旋形吸水室

参考文献

第5章 轴流泵水力设计

5.1轴流泵简介

5.2过流部件结构参数及设计理论

5.2.1圆柱截面间液流互不相关假设

5.2.2结构参数的初步确定

5.2.3设计理论

5.3翼型及升力法设计轴流泵叶轮

5.3.1翼型及其特性

5.3.2升力法设计轴流泵叶片的基本方程

5.3.3翼型组和翼型族及NACA翼型族对称翼型

5.4圆弧法设计轴流泵叶轮

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

5.4.2圆弧法设计轴流泵叶轮示例

5.5流线法设计轴流泵叶轮

5.5.1叶轮出口流动微分方程

5.5.2自由旋涡和强制旋涡

5.5.3环量修正和流线法设计轴流泵叶轮

5.6系列高效轴流泵叶轮出口流动规律

5.6.1试验装置

5.6.2测量方法

5.6.3试验测量结果

5.6.4轴流泵叶轮出口环量和轴面速度

分布规律

参考文献

第6章 泵特殊水力设计方法

6.1无过载设计方法

6.1.1无过载离心泵及其设计方法的定义

6.1.2单级单吸无旋进水的无过载离心泵设计方法

6.1.3带前置导叶的无过载离心泵设计方法

6.1.4无过载排污泵的设计方法

6.2加大流量设计方法

6.2.1加大流量设计的基本原理

6.2.2基本方法及放大系数的优化

6.2.3主要几何参数的选择原则

6.2.4应用实例

6.3分流叶片和堵塞流道设计方法

6.3.1分流叶片设计方法

6.3.2堵塞流道设计方法

6.4极大扬程设计方法

6.4.1极大扬程设计法定义

6.4.2极大扬程设计法设计井泵的步骤

6.4.3极大扬程设计法设计井泵的实例

6.5叶轮和压水室的匹配及面积比原理

6.5.1定义

6.5.2面积比与泵性能之间的关系及其经验统计

6.6离心泵无驼峰设计

6.6.1叶轮和泵体形状对扬程曲线驼峰的影响

6.6.2叶轮和泵体相对位置对扬程曲线驼峰的影响

6.6.3离心泵无驼峰设计应注意的几个问题

6.7高速泵恒扬程设计方法

6.7.1高速泵的工作原理和特性

6.7.2高速泵的结构

6.7.3高速泵的设计

参考文献

第7章 泵CAD技术

7.1泵CAD软件开发的编程基础

7.1.1开发泵CAD软件需采用的主要技术

7.1.2开发泵CAD软件的编译环境

7.1.3泵CAD软件的支撑平台和开发工具

7.2ObjectARX应用程序

7.2.1ObjectARX应用程序的结构

7.2.2ObjectARX应用程序的加载、运行和卸载

7.3Pro/TOOLKIT应用程序

7.3.1Pro/TOOLKIT应用程序的结构

7.3.2应用程序的注册、运行和卸载

7.4泵CAD软件及应用实例

7.4.1泵水力设计软件PACD

7.4.2泵性能预测软件PCADCP

7.4.3泵三维造型软件PCAD3D

7.4.4基于泵CAD软件的泵设计实例

7.4.5PCAD应用情况

参考文献

第8章 泵CFD理论与应用

8.1概述

8.1.1CFD的技术简介

8.1.2常用的CFD商用软件

8.1.3CFD技术在泵中的应用

8.2CFD基础理论

8.2.1CFD的工作步骤

8.2.2CFD基础理论和计算方法

8.2.3泵CFD计算中的注意事项

8.3应用实例

8.3.1离心泵三维定常及非定常计算结果和分析

8.3.2轴流泵三维全流场定常计算结果

和分析

参考文献

第9章 泵设计方法进展

9.1泵的性能预测

9.1.1流场计算法

9.1.2水力损失法

9.1.3神经网络法

9.2泵的优化设计

9.2.1优化设计理论和方法

9.2.2优化设计在泵中的应用

9.3泵的反问题设计

9.3.1正、反问题的基本概念

9.3.2泵叶轮三维设计新进展

9.3.3离心泵全三维反问题计算

9.4泵的全寿命成本设计

9.4.1LCC概述

9.4.2泵LCC分析

9.4.3泵LCC的设计实例

9.4.4泵系统LCC的设计实例

9.5泵的可靠性分析

9.5.1概述

9.5.2可靠性设计理论

9.5.3泵的零部件可靠性设计

9.5.4可靠性试验

9.6泵的快速成形

9.6.1RP技术制造原理及特点

9.6.2基于激光技术的快速成形工艺方法

9.6.3快速成形技术软件系统

9.6.4快速成形实例

参考文献

第10章 潜水泵

10.1潜水泵概况

10.1.1潜水泵的国内外发展状况

10.1.2潜水泵的主要技术特点

10.1.3潜水泵的类型

10.2潜水泵典型结构

10.2.1潜水泵的主要零部件

10.2.2飞力公司的C泵系列潜水泵

10.2.3潜水清水泵

10.2.4潜水污水泵

10.2.5潜水混流泵与潜水轴流泵

10.2.6矿用多级潜水泵

10.2.7矿用抢险排水泵

10.3潜水泵的安装方法

10.3.1飞力公司潜水泵安装方法

10.3.2QW型潜水排污泵安装方法

10.3.3QHD与QZ型潜水泵安装方法

10.4潜水泵的控制与保护系统

10.4.1起动方法

10.4.2水位控制系统

10.4.3故障诊断系统

参考文献

第11章 固液两相流泵

11.1固液两相流泵概述

11.1.1杂质泵的种类、特点及发展概况

11.1.2无堵塞泵的种类、特点及发展概况

11.2固体颗粒的运动

11.2.1物料和浆体的物理性质

11.2.2固体颗粒在叶轮中的运动

11.2.3泵抽送固液混合物时的理论扬程

11.2.4泵输送浆体时的性能变化

11.3泵的磨蚀

11.3.1磨蚀机理

11.3.2泵的磨蚀过程

11.3.3防止和减轻泵磨蚀的措施

11.4渣浆泵的设计方法

11.4.1经验系数设计法

11.4.2畸变速度设计法

11.4.3固液速度比设计法

11.4.4渣浆泵典型结构图

11.5单流道泵设计方法

11.5.1水力设计方法

11.5.2单流道叶轮设计实例

11.5.3单流道泵典型结构图

11.6双流道泵设计方法

11.6.1水力设计方法

11.6.2设计实例

11.6.3双流道泵典型结构图

11.7螺旋离心泵设计方法

11.7.1螺旋离心泵的特点

11.7.2水力设计方法

11.7.3轴向力和径向力

11.7.4螺旋离心泵性能的影响因素及改善措施

11.7.5设计实例

11.7.6螺旋离心泵典型结构图

11.8前伸式双叶片泵设计方法

11.8.1前伸式双叶片污水泵的水力设计

11.8.2设计实例和性能试验结果

11.9旋流泵设计方法

11.9.1旋流泵概述

11.9.2旋流泵几何参数对性能的影响

11.9.3旋流泵设计方法及设计实例

11.9.4旋流泵典型结构图

参考文献

第12章 自吸离心泵与射流泵

12.1气液混合式自吸离心泵

12.1.1气液混合式自吸离心泵概述

12.1.2气液混合式自吸离心泵设计

12.1.3影响气液混合式自吸离心泵性能的因素

12.2射流式喷灌自吸离心泵

12.2.1射流式喷灌自吸离心泵的结构与工作原理

12.2.2射流式喷灌自吸离心泵的理论与设计

12.2.3射流式喷灌自吸离心泵水力设计实例

12.2.4喷嘴的射流原理及结构设计

12.2.5回流阀的工作原理

12.3自吸离心泵典型结构

12.3.1半开式叶轮自吸离心泵

12.3.2自吸离心泵其他几种典型结构

12.4水环泵

12.4.1单腔水环泵

12.4.2双腔水环泵

12.5射流泵及射流离心泵装置

12.5.1射流泵概述

12.5.2射流泵的参数及工作性能方程

12.5.3射流泵的汽蚀

12.5.4水射流泵的设计

12.5.5液气射流泵的设计

12.5.6离心射流泵组合装置性能

参考文献

第13章 旋涡泵

13.1旋涡泵工作原理和特点

13.1.1工作原理

13.1.2旋涡泵特点

13.1.3旋涡泵基本方程式

13.2旋涡泵分类和典型结构

13.2.1旋涡泵分类

13.2.2旋涡泵典型结构形式

13.3旋涡泵的水力设计

13.3.1水力设计计算

13.3.2过流部件几何形状对泵性能的影响

13.3.3单级小流量旋涡泵设计实例

参考文献

第14章 磁力泵

14.1磁力泵概述

14.1.1新型磁力传动技术

14.1.2磁力泵的发展与应用

14.1.3磁力泵的基本结构

14.1.4磁力泵的主要特点

14.2磁力耦合器

14.2.1磁力耦合器传动原理

14.2.2磁力耦合器转矩计算

14.2.3磁力耦合器设计

14.2.4磁力耦合器试验装置

14.3磁转子能量损失分析

14.3.1磁涡流损失分析

14.3.2其他损失

14.4磁性材料

14.4.1永磁材料

14.4.2磁路材料选择

14.4.3新型稀土永磁材料的发展

14.5磁力泵的主要技术

14.5.1轴向力平衡

14.5.2冷却润滑循环液回路

14.5.3导轴承与推力盘

14.5.4低汽蚀余量设计

14.5.5主要零部件材料

14.5.6其他设计

14.6磁力泵的应用

参考文献

第15章 屏蔽泵

15.1屏蔽泵概述

15.1.1屏蔽泵的发展

15.1.2屏蔽泵的结构原理

15.1.3屏蔽泵的主要特点

15.2屏蔽泵的结构设计

15.2.1屏蔽泵的主要结构

15.2.2屏蔽泵的主要零部件设计

15.3屏蔽泵冷却回路设计

15.3.1屏蔽泵冷却循环回路

15.3.2屏蔽泵冷却循环回路计算

15.4屏蔽泵轴向力平衡设计计算

15.4.1轴向力限定值

15.4.2屏蔽泵的轴向力平衡设计

15.4.3屏蔽泵的轴向力平衡试验

15.4.4屏蔽泵轴向力计算程序的设计

15.5屏蔽泵能耗的分析与计算

15.5.1屏蔽电动机能耗的分析

15.5.2屏蔽泵能耗的计算

15.5.3屏蔽泵的泵头部分效率的计算

15.5.4屏蔽泵机组的总效率

15.6屏蔽泵监控技术设计

参考文献

第16章 核电用泵

16.1核电用泵概述

16.2核主泵

16.2.1核主泵功能

16.2.2核主泵发展历程

16.2.3轴封式核主泵结构

16.2.4AP1000屏蔽泵结构

16.2.5核主泵内部非定常流动特性

16.2.6核主泵失水事故汽液两相流动特性

16.2.7核主泵瞬态流动特性

16.3离心式上充泵

16.3.1离心式上充泵概述

16.3.2上充泵的其他要求

16.3.3上充泵的结构特点

16.3.4上充泵多工况水力设计

16.3.5上充泵转子系统临界转速计算

16.3.6上充泵结构抗震计算

16.4余热排出泵

16.4.1余热排出泵简介

16.4.2技术要求

16.4.3余热排出泵结构

16.4.4AP1000余热排出泵

16.4.5转子模态分析

16.5给水泵

16.5.1给水泵功能

16.5.2汽动给水泵装置

16.5.3汽动给水泵结构

16.5.4引漏系统

16.5.5国内外核电站给水泵配置方案介绍

16.6电动辅助给水泵

16.6.1电动辅助给水泵简介

16.6.2电动辅助给水泵国内外研究现状

16.6.3泵组布置与性能参数

16.6.4电动辅助给水泵结构介绍

16.7凝结水泵

16.7.1凝结水泵简介

16.7.2凝结水泵结构

16.8循环水泵

16.8.1混凝土蜗壳循环泵结构

16.8.2混凝土蜗壳循环泵水力模型开发

16.8.3AP1000立式循环水泵

参考文献

第17章 泵作透平

17.1泵作透平概论

17.1.1泵和泵作透平的区别与联系

17.1.2泵作透平利用压力能的优点

17.1.3泵作透平的使用场合

17.1.4泵作透平的使用形式

17.1.5泵作透平的应用范围

17.2泵作透平基本参数

17.2.1流量

17.2.2扬程

17.2.3转速

17.2.4功率

17.2.5效率

17.3泵作透平外特性曲线的分析

17.3.1扬程流量曲线

17.3.2轴功率流量曲线

17.3.3效率流量曲线

17.4泵作透平的外特性预测

17.4.1理论分析

17.4.2经验公式

17.5泵作透平效率的提高

17.5.1进口圆角

17.5.2尾水管

17.6使用泵作透平时的注意事项

17.6.1选型

17.6.2机械校核

参考文献

第18章 往复泵

18.1往复泵工作原理及其特点

18.1.1工作原理

18.1.2往复泵的工作特点

18.2结构类型与应用

18.2.1往复泵的分类

18.2.2往复泵的用途

18.3机动往复泵主要性能参数

18.3.1流量

18.3.2压力和真空度

18.3.3功率和效率

18.3.4吸入性能

18.4泵阀的基本理论

18.4.1泵阀运动理论的研究

18.4.2最大允许往复次数的确定及泵阀计算

18.5往复泵的设计

18.5.1往复泵的结构形式

18.5.2泵主要结构参数的选择

18.5.3原动机的选择

18.6空气室的设计

18.6.1空气室的工作原理

18.6.2空气室的计算

18.7计量泵

18.7.1计量泵概述

18.7.2计量精度

18.7.3计量泵的种类和特点

18.7.4计量泵的控制

参考文献

第19章 回转式容积泵

19.1回转式容积泵概述

19.1.1工作原理与主要类型

19.1.2主要性能参数

19.1.3性能特征与应用

19.2回转式容积泵的泵内间隙与吸入条件

19.2.1泵内间隙

19.2.2吸入条件

19.3齿轮泵

19.3.1外啮合齿轮泵

19.3.2内啮合齿轮泵

19.4螺杆泵

19.4.1单螺杆泵

19.4.2三螺杆泵

19.4.3双螺杆泵

19.5旋转活塞泵

19.5.1凸轮泵

19.5.2滑片泵

19.6挠性泵

19.6.1蠕动泵

19.6.2挠性转子泵

19.6.3挠性衬圈泵

参考文献

第20章 诱导轮

20.1诱导轮基本理论

20.1.1诱导轮结构及作用

20.1.2诱导轮基本理论

20.1.3诱导轮改善泵汽蚀性能原因分析

20.2诱导轮叶栅稠密度、轮缘间隙及进口边作用

20.3诱导轮设计

参考文献

第21章 泵的轴封

21.1泵的轴封概述

21.2常用密封类型及应用

21.3填料密封

21.3.1填料密封的原理

21.3.2填料的材料

21.3.3填料的选型

21.4机械密封

21.4.1机械密封的工作原理

21.4.2机械密封的类型

21.4.3机械密封的典型结构

21.5机械密封的选型

21.6常用机械密封材料

21.7机械密封的设计计算

21.7.1机械密封的主要参数确定

21.7.2机械密封的计算

21.8API 682标准规定的密封系统方案

参考文献

第22章 泵零件的强度计算

22.1轴向力及径向力计算

22.1.1轴向力的计算

22.1.2轴向力的平衡

22.1.3平衡盘的计算及应用

22.1.4径向力计算及其平衡

22.2泵轴的强度、刚度计算

22.2.1泵轴强度校核的方法

22.2.2泵轴直径初步计算

22.2.3精确强度校核计算

22.2.4轴的刚度校核

22.2.5泵轴强度校核软件SPCAD系统

22.3泵轴临界转速的计算

22.3.1临界转速的计算

22.3.2影响临界转速的因素

22.3.3临界转速程序化计算

22.4泵体的强度计算

22.4.1蜗壳式泵体的强度计算

22.4.2分段式多级泵中段的强度计算

22.4.3双层壳体泵体的强度计算

22.5叶轮、键、联轴器、平衡盘的强度计算

22.5.1叶轮强度计算

22.5.2键的强度计算

22.5.3联轴器强度计算

22.5.4平衡盘强度计算

22.6泵体连接螺栓、进出口法兰的强度计算

22.6.1螺栓计算的基本原理

22.6.2连接螺栓计算步骤

22.6.3泵进出口法兰的强度计算

22.7多级泵穿杠和中段密封凸缘宽度的强度计算

22.7.1受力分析

22.7.2计算步骤

参考文献

第23章 泵进出水流道

23.1泵装置结构形式

23.1.1泵装置结构形式分类

23.1.2不同形式泵装置比较

23.2进水池

23.2.1进水池流态对水泵工作的影响

23.2.2进水池形状和尺寸确定

23.2.3水泵吸水管口的合理位置确定

23.3进水流道

23.3.1进水流道的设计要求

23.3.2肘形进水流道

23.3.3钟形进水流道

23.3.4簸箕形进水流道

23.4出水流道

23.4.1虹吸式出水流道

23.4.2直管式出水流道

23.4.3其他形式出水流道

23.5断流装置

23.5.1真空破坏阀

23.5.2拍门

23.5.3快速闸门

参考文献

第24章 泵的振动与噪声

24.1噪声和振动理论基础

24.1.1有关概念及单位

24.1.2声波的物理性质

24.1.3声波方程

24.1.4声波的传播

24.1.5声信号的分析技术

24.1.6振动信号的分析技术与模态分析

24.2泵的噪声

24.2.1简单声源

24.2.2泵的机械噪声

24.2.3泵的流动诱导噪声

24.2.4泵的噪声辐射

24.2.5噪声控制技术

24.2.6噪声测量

24.3泵的振动

24.3.1简单振动模型

24.3.2泵的机械振动

24.3.3流动诱导振动

24.3.4模态分析及实例

24.3.5流动诱导振动计算实例

24.3.6振动控制技术

24.3.7振动测量

24.3.8泵机械故障诊断

参考文献

第25章 泵试验

25.1试验装置

25.1.1标准试验装置

25.1.2模拟试验装置

25.1.3开式循环回路

25.1.4闭式循环回路

25.2泵性能参数的传感与测量

25.2.1压力的测量

25.2.2流量的测量

25.2.3转速的测量

25.2.4轴功率的测量

25.3泵试验方法

25.3.1试验条件

25.3.2性能试验

25.3.3汽蚀试验

25.4泵试验的误差分析

25.4.1泵试验不确定度的估算

25.4.2测量结果的表示方法及有效数字

25.5泵性能的计算机测试简介

25.5.1测试系统的组态结构

25.5.2测试系统的功能

25.5.3测试系统实例

参考文献

第26章 泵内流测试技术与应用

26.1泵内流测试技术概述

26.2传统流动显示技术

26.2.1染色线法

26.2.2氢气泡法

26.2.3油流法

26.2.4丝线法

26.3粒子图像测速（PIV）技术

26.3.1PIV基本原理

26.3.2PIV测试流程

26.3.3PIV系统

26.3.4示踪粒子的选择

26.3.5PIV测试基本参数的选择原则

26.3.6PIV的发展

26.4激光多普勒测速（LDV）技术

26.4.1LDV概述

26.4.2LDV基本原理

26.4.3LDV系统

26.4.4示踪粒子

26.4.5LDV系统的特点

26.5激光相位多普勒测速（PDPA）技术

26.5.1PDPA系统

26.5.2PDPA基本原理

26.5.3PDPA光路参数的选择与光路调节

26.6应用实例

26.6.1应用油流法研究离心泵诱导轮内流动

26.6.2应用PIV研究离心泵叶轮内流动

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

26.6.4应用LDV研究微型轴流血泵内流动

26.6.5应用PDPA研究旋流泵内两相流动

参考文献

第27章 泵的运行

27.1泵工况的确定

27.1.1管路特性曲线和装置扬程特性曲线

27.1.2泵工况点的确定

27.2泵的并联与串联运行

27.2.1泵的并联

27.2.2泵的串联

27.3泵工况的调节

27.3.1装置扬程特性的调节

27.3.2泵特性的调节

27.3.3综合调节

27.4泵站的经济运行

27.4.1经济运行指标

27.4.2泵站经济运行

参考文献

附录

附录A泵的材料选用

附录B单位换算

附录C常见液体的密度

附录D国内主要城市的海拔和大气压力

作者简介

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。

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