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序1

前言1

符号说明1

第一章 绪论1

目录1

第一节　叶片泵的设计要求2

一、叶片泵的使用和选择2

二、叶片泵的基本设计要求4

第二节 叶片泵的传统设计方法及存在的主要问题6

二、叶片泵的非设计工况7

一、按设计工况进行叶片泵设计的传统方法7

三、传统设计方法的主要问题10

第三节 叶片泵设计的优化方法和非设计工况的修正10

一、叶片泵在设计工况时的优化设计方法11

二、从分析非设计工况入手预测叶片泵性能曲线12

三、叶片泵性能的调整12

第二章 叶片泵的基础知识13

第一节　叶片泵的基本参数13

一、叶片泵的性能参数13

二、叶片泵通流部件的几何参数14

三、叶片泵的水力参数22

四、吸入特性参数25

第二节　叶片泵的相似律和比转速27

一、叶片泵的相似律27

二、叶片泵的比转速27

第三节 叶片泵性能、几何形状与比转速的关系31

一、扬程-流量特性和扬程系数31

二、输入轴功率特性Pa-Q31

三、效率图表31

四、吸入特性32

五、按比转速分类35

第三章　叶片泵的泵内损失37

第一节 叶片泵内部的各种损失37

一、水力损失δh37

二、容积损失δv38

三、轮盘摩擦损失δD38

四、机械损失δm39

第二节　叶片泵内的水力损失39

一、吸入段损失39

二、叶轮内损失40

三、蜗壳内损失43

四、总水力损失48

第三节　叶片泵的容积损失49

一、容积损失的计算49

二、容积效率ηv53

第四节　叶片泵的轮盘摩擦损失54

第五节　叶片泵的机械损失56

一、叶片出口安装角β2＊57

第六节　叶片泵中流动参数与叶片安装角之间的关系57

二、叶片进口安装角β1＊58

三、液流过叶片的平均流动方向角β∞58

第七节　叶片形状负荷准则59

一、欧拉基本方程式及叶片负荷59

二、理论上的负荷准则61

三、实际的负荷限制62

四、NACA-4数组16系列翼型63

五、翼型资料的应用63

六、其他设计限制65

第一节　概述67

第四章 按最高效率设计叶片泵的通流部件67

第二节 叶片泵现有设计实践中的主要问题69

一、叶片泵设计的特点69

二、叶片泵具体尺寸的设计70

三、通流部件流道边界的确定74

四、叶轮叶片其他参数的选择74

第三节　叶片泵的最优结构77

一、叶片泵流动分析的数学模型77

一、输入资料80

第四节　叶轮内损失的优化分析80

二、优化过程80

二、两组参数的改变和它们的可能范围81

三、假定81

四、计算顺序82

五、小结与分析90

第五节　叶片泵中其他损失的综合优化96

一、假定97

二、输入资料97

三、独立变量98

四、计算顺序98

五、数值分析104

第六节 叶片泵其他几何变量和基本输入资料改变的影响108

一、叶片泵其他几何变量的影响108

二、基本输入资料改变的影响110

第七节　叶片泵效率综合图表116

第五章 叶片泵的非设计工况119

第一节 叶片泵的泵内回流120

一、叶片泵的非设计工况与泵内回流120

二、泵内回流产生的原因分析123

二、失速点流量QST127

一、临界流量Qcr127

第二节 伴随不同流量区段叶片泵的性能和可能出现的异常现象127

三、脱流点流量128

四、出现环流和回流的流量128

第三节 叶片泵泵内流动分析模型的推导（流道几何特征与非设计工况流动状态之间的关系）129

一、流动假定129

二、近似关系式130

三、小于临界流量（Q＜Qcr）时叶轮内部速度的分布135

四、绝对速度的周向分速度Cul136

五、回流点流量QBF137

六、功率消耗140

七、叶片翼型产生失速时的负荷变化142

第六章 叶片泵非设计工况的性能估算143

第一节 根据叶片泵已有性能曲线H-Q计算几种典型的非设计工况143

一、临界流量Qcr143

二、回流点流量QBF143

三、失速点流量QST144

第二节　叶片泵非设计工况的性能预测146

一、经验统计法147

二、半经验的系数修正法147

三、解析法151

第三节　叶片泵吸入性能预测154

第四节　设计中推迟叶轮流道内产生失速的措施155

一、增加叶片数155

二、加长叶片长度156

三、减小扬程系数ψ2156

第五节　设计中延迟回流产生的措施157

一、回流影响因素的分析158

二、可供采用的延迟回流的设计措施160

第七章 兼顾效率和低NPSHr的叶片泵设计及叶轮整体绘形163

一、假定164

第一节　兼顾效率和低NPSHr的叶片泵结构164

二、与NPSHr有关参数的确定和计算步骤165

三、数值计算166

第二节　最优结构分析及试验检验168

一、比转速对损失的影响168

二、对损失解析计算的分析169

三、试验成果对解析的修正170

第三节　叶片泵叶轮结构设计172

一、叶轮轴面图的绘制172

二、叶轮设计计算173

四、叶轮损失的重新估算181

三、绘制叶片翼型图和叶轮零件图181

第八章 叶片泵性能调整与叶轮几何形状和尺寸的修正182

第一节　试验成果分析182

一、试验成果的意义182

二、试验要求184

三、几种典型试验结果的分析184

第二节 叶片泵H-Q性能曲线的调节187

一、降低H-Q性能曲线187

二、提高H-Q性能曲线187

三、改善H-Q性能曲线190

四、移动BEP在H-Q性能曲线上的位置，改善叶片泵的效率195

第三节　改善NPSHr的特性197

一、NPSHr-rQ曲线形状的改善198

二、移动NPSHr-Q曲线198

三、改变大流量时NPSHr-Q曲线的斜率200

四、降低小流量区的NPSHr-Q曲线200

第四节　改变叶片泵性能曲线的其他方法201

一、减小关死点扬程201

二、适度提高扬程和效率201

三、改善混流泵和轴流泵性能曲线的稳定性202

附录204

附录A　滑移系数公式204

附录B NPSHr与叶片泵进口几何尺寸之间的关系208

附录C　非均匀进口流动的锥形扩散管中的扩散损失209

附录D　NACA-4翼型的理论空化参数210

附录E　叶轮轴面势流网的绘制212

附录F　翼型升力方程式214

附录G　最优喇叭形扩散管219

参考文献221