


本书共7章,第1章为概述,主要介绍了流体机械空化学的发展现状及高速诱导轮内部空化流动计算研究现状。第2章为诱导轮的设计方法,其中包括诱导轮与其配套的离心泵能量匹配计算、关键几何参数的选定与计算,以及变螺距诱导轮的设计方法等。第3章为高速诱导轮离心泵非空化状态下的单相流动数值计算,介绍了控制方程及非空化状态下的单相流动数值计算。第4章为不同结构高速诱导轮的空化特性,详细探讨了不同结构高速诱导轮的空化特性。第5章为叶顶间隙对高速诱导轮空化特性的影响,介绍了叶顶间隙对分流叶片诱导轮内部空化流动的影响、不同流量条件下叶顶间隙对高速诱导轮离心泵性能的影响,以及诱导轮叶顶间隙对LNG(液化天然气)泵性能的影响。第6章为不同工况下高速诱导轮的空化特性,讨论了在不同转速及低温工况下高速诱导轮的空化特性。第7章为高速诱导轮离心泵空化流动高速摄像可视化实验研究,主要介绍了诱导轮可视化实验台以及拍摄空化方法,将实验台获得的空化发展与数值模拟进行了对比。
本书是关于高速诱导轮设计的综合性专著,内容从基础概念到最新研究进展,再到实际应用,全面覆盖了高速诱导轮的设计、分析和优化过程。适合机械工程、流体力学以及相关领域的研究人员和工程师阅读。通过阅读本书,读者可以获得关于高速诱导轮设计的详细知识,并掌握相关的先进技术和方法。
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前言
目录
第1章 概述
1.1 流体机械空化学的发展现状
1.1.1 空化现象的提出
1.1.2 空化的微观发展
1.1.3 叶顶间隙对空化性能的影响
1.1.4 叶片进口参数与空化性能的关系
1.1.5 叶片几何形状对空化性能的影响
1.2 高速诱导轮内部空化流动计算研究现状
1.2.1 正压流体状态方程
1.2.2 基于质量输运方程的空化模型
1.2.3 基于空泡界面动力学的空化模型
1.2.4 考虑流体弱可压缩性的空化模型
1.2.5 空化数值模拟可靠性研究
1.3 高速诱导轮内部空化实验研究现状
第2章 诱导轮的设计方法
2.1 诱导轮与其配套的离心泵能量匹配计算
2.2 诱导轮关键几何参数的选定与计算
2.3 变螺距诱导轮的设计方法
2.4 进口前缘引射结构
2.5 高速诱导轮设计实例
第3章 高速诱导轮离心泵非空化状态下的单相流动数值计算
3.1 控制方程
3.2 非空化状态下的单相流动数值计算
3.2.1 无诱导轮离心泵内部流动情况
3.2.2 诱导轮结构对内部流动特性的影响
3.2.3 变螺距诱导轮叶片数对内部流动特性的影响
3.2.4 不同转速工况对内部流动特性的影响
3.3 本章小结
第4章 不同结构高速诱导轮的空化特性
4.1 等螺距诱导轮几何模型
4.1.1 等螺距诱导轮的空化特性的边界条件
4.1.2 等螺距诱导轮的空化特性的计算网格
4.1.3 等螺距诱导轮的空化特性的结果分析(诱导轮1)
4.1.4 优化后等螺距诱导轮的空化特性的结果分析(诱导轮2)
4.1.5 等螺距诱导轮的空化特性的外特性实验
4.2 变螺距诱导轮的空化特性
4.2.1 变螺距诱导轮的几何模型
4.2.2 变螺距诱导轮数值计算控制模型
4.2.3 变螺距诱导轮设置的边界条件
4.2.4 变螺距诱导轮的计算网格
4.2.5 变螺距诱导轮的计算结果分析
4.2.6 变螺距诱导轮的外特性实验
4.2.7 变螺距诱导轮的空化特性对内部流动的影响
4.3 分流叶片诱导轮的空化特性
4.3.1 分流叶片诱导轮的基本参数及数值计算
4.3.2 分流叶片诱导轮的外特性实验
4.4 诱导轮长短叶片位置对高速离心泵空化性能的影响
4.4.1 研究对象
4.4.2 数值模拟
4.4.3 计算网格和计算区域
4.4.4 计算结果分析
4.4.5 外特性性能实验
4.4.6 结论
4.5 基于正交试验的诱导轮前置孔板的参数化研究
4.5.1 研究对象
4.5.2 正交数值模拟试验方案设计
4.5.3 数值计算
4.5.4 结论
第5章 叶顶间隙对高速诱导轮空化特性的影响
5.1 叶顶间隙对分流叶片诱导轮内部空化流动的影响
5.1.1 分流叶片诱导轮结构及主要参数
5.1.2 外特性曲线实验与数值计算结果分析
5.1.3 计算区域及网格无关性验证
5.1.4 湍流模型
5.1.5 空化模型
5.1.6 不同叶顶间隙下分流叶片诱导轮离心泵的空化性能曲线
5.1.7 边界条件设置
5.1.8 小流量工况不同间隙下的叶顶泄漏涡
5.1.9 长、短叶片近轮缘区域空泡演化过程图(不同空化系数)
5.1.10 不同叶顶处诱导轮叶片的载荷分布情况
5.1.11 不同叶顶间隙对长短叶片载荷分布的影响
5.1.12 不同空化数对叶片载荷分布影响
5.1.13 结论
5.2 不同流量条件下叶顶间隙对高速诱导轮离心泵性能的影响
5.2.1 高速诱导轮离心泵结构及其主要参数
5.2.2 高速诱导轮离心泵结构实验系统
5.2.3 计算区域及网格无关性验证
5.2.4 数值模拟计算方法
5.2.5 叶顶间隙对离心泵外特性影响分析
5.2.6 叶顶间隙对离心泵内流特性影响分析
5.2.7 不同叶顶间隙下监测点时域-频域结果分析
5.2.8 不同叶顶间隙下关键截面时域-频域结果分析
5.2.9 不同叶顶间隙下径向力分析
5.2.10 诱导轮空化程度分析
5.2.11 结论
5.3 诱导轮叶顶间隙对LNG泵性能的影响
5.3.1 实验对象LNG低温多级泵
5.3.2 实验系统
5.3.3 数值模拟可靠性验证
5.3.4 模型简化
5.3.5 网格划分及无关性检验
5.3.6 湍流模型
5.3.7 空化模型
5.3.8 边界条件设置
5.3.9 空化特性曲线与效率分析
5.3.10 流道内压力分布分析
5.3.11 流道内气泡分布分析
5.3.12 间隙泄漏流的流量与速度分析
5.3.13 叶顶泄漏涡的涡量分析
5.3.14 结论
第6章 不同工况下高速诱导轮的空化特性
6.1 不同转速工况下高速诱导轮的空化特性
6.1.1 相似运行工况转换
6.1.2 边界条件和控制方程
6.1.3 仿真结果分析
6.1.4 不同转速工况下高速诱导轮的外特性试验
6.2 低温工况下高速诱导轮的空化特性
6.2.1 研究对象
6.2.2 控制方程
6.2.3 空化模型
6.2.4 湍流模型
6.2.5 计算区域及网格无关性验证
6.2.6 边界条件设置
6.2.7 空化模型验证
6.2.8 不同温度下诱导轮空化特性的研究
6.2.9 不同温度下诱导轮内的空化流动特性
6.2.10 结论
第7章 高速诱导轮离心泵空化流动高速摄像实验研究
7.1 高速摄像实验系统及实验方法
7.1.1 实验系统
7.1.2 实验方法和结果
7.2 结果分析
7.3 本章小结
参考文献
封底
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