固液兩相流泵理論與設計

《固液兩相流泵理論與設計》是2022年2月機械工業出版社出版的圖書，作者是權輝 李仁年。

基本介紹

• 中文名：固液兩相流泵理論與設計
• 作者：權輝,李仁年
• 出版時間：2022年2月
• 出版社：機械工業出版社
• ISBN：9787111695530
• 類別：圖書>工業技術>一般工業技術
• 開本：16 開

內容簡介

本書系統地闡述了固液兩相流泵基本理論與設計方法，主要內容包括固液兩相流基礎知識，固液兩相流泵概述，雜質泵，無堵塞泵，固液兩相流泵水力設計，固液兩相流泵工作特性，固液兩相流泵水動力特性，固液兩相流泵內固液兩相流動特性與結構，固液兩相流泵磨蝕、腐蝕機理與防護，固液兩相流泵試驗測試，固液兩相流泵計算機輔助設計，固液兩相流泵數值分析。本書內容翔實，基礎理論與實踐緊密結合，選取案例均來自作者科研實踐，具有很高的實用性。本書對固液兩相流泵水力設計、性能評估、結構最佳化、內流場測試、磨蝕與腐蝕防護等具有較高的參考價值。

目錄

序

前言

第1章固液兩相流基礎知識1

1.1固液兩相流基本理論1

1.1.1相與相現象1

1.1.2固液兩相流簡介3

1.1.3固液兩相流發展史及研究方法4

1.2固液兩相流基本物性7

1.2.1單顆粒基本參數7

1.2.2兩相流基本參數8

1.2.3顆粒粒度測量方法12

1.3固液兩相流中顆粒特性14

1.3.1顆粒動力學特性14

1.3.2顆粒群特性17

1.4固液兩相流分類17

1.4.1按固液兩相組成分類17

1.4.2按顆粒尺寸分類18

1.4.3按顆粒雷諾數Rep分類18

1.4.4按固相體積分數分類19

1.5漿體基本參數19

1.5.1漿體主要表征參數19

1.5.2泥漿的基本參數21

1.6沉降流速23

1.6.1固液兩相流沉降概況23

1.6.2靜水中顆粒自由沉降23

1.6.3固液兩相流沉降的影響因素25

1.7典型固液兩相流26

1.7.1低濃度含沙水26

1.7.2高濃度含沙水27

參考文獻29

第2章固液兩相流泵概述31

2.1固液兩相流泵簡介31

2.2固液兩相流泵分類31

2.2.1按套用類型分類31

2.2.2按泵的作用原理分類32

2.2.3按輸送介質的性質分類32

2.2.4按結構形式分類32

參考文獻33

第3章雜質泵34

3.1渣漿泵34

3.1.1簡介34

3.1.2結構形式34

3.1.3結構特點35

3.1.4渣漿泵的設計方法與難點36

3.1.5渣漿泵的密封與磨蝕防護36

3.1.6渣漿泵的套用37

3.1.7渣漿泵作業注意事項37

3.2砂泵38

3.2.1簡介38

3.2.2結構39

3.2.3砂泵類型40

3.2.4選型與使用41

3.2.5套用42

3.3挖泥泵42

3.3.1簡介42

3.3.2采砂原理42

3.3.3結構42

3.3.4套用43

3.4泥漿泵44

3.4.1簡介44

3.4.2容積式泥漿泵44

3.4.3立式泥漿泵47

3.4.4泥漿泵的套用47

參考文獻48

第4章無堵塞泵49

4.1螺旋離心泵49

4.1.1簡介49

4.1.2結構特點49

4.1.3運行特性50

4.1.4套用51

4.2旋流泵51

4.2.1簡介51

4.2.2工作原理51

4.2.3結構51

4.2.4運行特性52

4.2.5設計理論52

4.2.6套用53

4.3流道式無堵塞泵53

4.3.1簡介53

4.3.2單流道無堵塞泵53

4.3.3雙流道無堵塞泵55

4.4紙漿泵57

4.4.1簡介57

4.4.2性能特點57

4.4.3套用57

4.5其他類型固液兩相流泵57

4.5.1固液兩相軸流泵簡介58

4.5.2軸流泵結構58

4.5.3軸流泵水力設計方法59

4.5.4輸送固液兩相流特性59

4.5.5軸流泵作為輸河沙水套用60

參考文獻60

第5章固液兩相流泵水力設計62

5.1固液兩相流泵傳統水力設計方法62

5.1.1一維葉片設計理論62

5.1.2基於兩類流面的準三維反問題計算62

5.1.3基於渦面的全三維葉片設計理論63

5.2傳統設計方法的發展63

5.2.1經驗模型換算法63

5.2.2經驗統計速度係數設計法64

5.2.3葉片型線設計研究64

5.2.4基於人工智慧的專家系統的最佳化設計65

5.2.5三元流動設計理論65

5.3固液兩相流泵設計66

5.3.1固液兩相流泵設計基本思想66

5.3.2固液兩相流泵設計原則66

5.4基於兩相流理論的設計方法67

5.4.1兩相流畸變速度設計法67

5.4.2兩相流速度比設計法67

5.4.3結構設計的特殊性72

5.5葉片型線設計法73

5.5.1漸開線73

5.5.2等角螺旋線74

5.6螺旋離心泵葉輪葉片型線方程75

5.6.1螺旋線方程75

5.6.2葉片曲面型線方程76

5.7固液兩相流泵水力設計實例——螺旋離心泵80

5.7.1傳統設計80

5.7.2固液兩相流型線設計方法92

參考文獻95

第6章固液兩相流泵工作特性96

6.1固液兩相流泵性能基本參數和清水介質性能96

6.1.1泵的性能參數96

6.1.2固液兩相流泵輸送清水時的性能97

6.2泵輸送固液兩相流時的性能99

6.2.1泵送漿體時表征性能參數99

6.2.2工作壓力101

6.2.3泵送漿體時性能試驗101

6.2.4渣漿泵的運行性能101

6.3渣漿泵的汽蝕特性102

6.3.1泵無汽蝕運行的條件102

6.3.2有效汽蝕餘量計算103

6.4螺旋離心泵的工作特性104

6.4.1固液兩相流介質含沙水假設104

6.4.2含沙水下的性能變化105

6.4.3螺旋離心泵工作特性分析107

參考文獻109

第7章固液兩相流泵水動力特性110

7.1螺旋離心泵內葉輪水動力特性110

7.1.1葉輪軸向力、徑向力110

7.1.2固液兩相流介質對水動力特性的影響112

7.2螺旋離心泵瞬變流水動力回響115

7.2.1螺旋離心泵瞬變流特性115

7.2.2螺旋離心泵瞬變流水動力分析122

參考文獻122

第8章固液兩相流泵內固液兩相流動特性與結構123

8.1螺旋離心泵內固液兩相流流動特性123

8.1.1數值模擬條件123

8.1.2螺旋離心泵內固液兩相流動特性123

8.1.3固相對螺旋離心泵磨損特性分析138

8.1.4螺旋離心泵內葉輪工作機理140

8.2螺旋離心泵內固液兩相場空間分布及速度滑移141

8.2.1相速度和相含率分布142

8.2.2固液兩相速度滑移現象143

8.3螺旋離心泵內固液兩相場空間結構145

8.3.1泵內渦結構理論分析145

8.3.2螺旋離心泵內渦結構146

8.3.3螺旋離心泵內渦量與渦結構147

8.4旋流泵內部流動特性及結構形式149

8.4.1旋流泵內部流動結構描述149

8.4.2旋流泵模型建立151

8.4.3旋流泵無葉腔的內流特性分析153

8.4.4旋流泵內流機理及內流結構模型建立160

8.5旋流泵內流體流動結構演變特性164

8.5.1特徵參數定義164

8.5.2形狀係數對能量轉換的影響165

8.5.3幾何關聯繫數對能量轉換的影響167

8.5.4旋流泵內流動結構演變特性167

參考文獻168

第9章固液兩相流泵磨蝕、腐蝕機理與防護170

9.1固液兩相流泵磨蝕研究現狀170

9.1.1泵磨蝕國外研究現狀170

9.1.2泵磨蝕國內研究現狀171

9.1.3渣漿泵磨蝕研究現狀174

9.1.4磨蝕及空化對固液兩相流泵運行影響174

9.2固液兩相流泵磨蝕特性175

9.2.1磨蝕機理175

9.2.2磨損理論177

9.2.3固液兩相流泵磨蝕特性分析179

9.2.4影響磨損特性的因素182

9.3固液兩相流泵腐蝕184

9.3.1腐蝕類型184

9.3.2帶有機械應力腐蝕185

9.3.3腐蝕其他影響因素186

9.4磨蝕數值計算模型186

9.4.1沖蝕速率187

9.4.2Fluent中的沖蝕模型187

9.4.3CFX中的沖蝕模型187

9.5固液兩相流泵磨蝕數值分析套用實例190

9.5.1顆粒體積分數變化190

9.5.2葉輪域速度變化191

9.5.3磨蝕雲圖191

9.5.4結論192

9.6固液兩相流泵防磨蝕措施及技術192

9.6.1水力設計中的抗磨措施192

9.6.2運行中的抗磨措施193

9.6.3抗磨材質的套用193

9.6.4塗層技術193

9.6.5高分子複合材料套用194

參考文獻194

第10章固液兩相流泵試驗測試196

10.1固液兩相流泵試驗概述196

10.2固液兩相流泵試驗測試系統與性能測試197

10.2.1兩種試驗台的適用性197

10.2.2兩種試驗台的特點198

10.3固液兩相流泵性能試驗198

10.3.1性能試驗測量系統199

10.3.2性能試驗方法199

10.3.3性能試驗計算200

10.3.4注意事項200

10.4固液兩相流泵其他綜合試驗201

10.4.1泵的汽蝕試驗201

10.4.2泵的振動試驗202

10.4.3泵的噪聲試驗205

10.5固液兩相流泵內流場顯示測試研究209

10.5.1傳統流動測試技術研究209

10.5.2現代流動測試技術發展過程210

10.5.3PIV測試技術212

10.5.4高速動態攝影技術218

10.5.5固液兩相流泵流場顯示測試的難點和處理方法219

參考文獻221

第11章固液兩相流泵計算機輔助設計223

11.1固液兩相流泵計算機輔助設計套用實例223

11.1.1設計思想223

11.1.2功能模組劃分及流程圖223

11.1.3設計過程224

11.2固液兩相流泵建模228

11.2.1蝸殼水體建模228

11.2.2葉輪水體建模232

11.2.3檔案保存236

參考文獻237

第12章固液兩相流泵數值分析238

12.1固液兩相流泵數值計算方法238

12.1.1固液兩相流數值計算流程238

12.1.2固液兩相流數值計算處理方法238

12.1.3固液兩相流數值模擬的難點和關鍵性問題239

12.1.4固液兩相流數值模型239

12.1.5固液兩相流數值模擬的常用方法240

12.2固液兩相流泵格線劃分241

12.2.1格線劃分流程241

12.2.2ICEM格線劃分操作步驟242

12.2.3格線無關性檢查247

12.3固液兩相流泵Fluent兩相流數值計算248

12.3.1固液兩相流數值邊界條件249

12.3.2數值計算方法249

12.3.3計算疊代殘差設定249

12.3.4計算收斂性的判定250

12.3.5數值模擬設定過程250

12.3.6數值模擬結果處理259

12.4固液兩相流泵CFX數值計算260

12.4.1旋流泵模型建立261

12.4.2全流場CFX數值設定262

12.4.3進行計算及CFX-POST後處理268

12.5固液兩相流泵內兩相流CFX數值計算270

12.5.1格線劃分270

12.5.2邊界條件270

12.5.3後處理276

參考文獻281