包邮混流泵瞬态过程理论与特性

1 混流泵理论与水力设计 1.1 概述 1.2 流动方程和设计理论 1.2.1 叶轮出口流动微分方程 1.2.2 自由旋涡和强制旋涡 1.2.3 用速度环量表示欧拉方程 1.2.4 基本设计理论 1.2.5 轴对称流动涡线方程及其特性 1.3 叶轮主要尺寸和轴面图的确定 1.3.1 基本参数的确定 1.3.2 轴面尺寸的确定 1.3.3 叶轮轴面投影图的绘制及进出口边位置的确定 1.3.4 轴面流道过水断面面积的检查 1.3.5 轴面流线的绘制 1.3.6 叶片厚度的确定 1.3.7 叶片进出口安放角的确定 1.4 方格网保角变换法叶片绘型 1.4.1 沿各轴面流线分点 1.4.2 画展开流面(方格网)并绘制流线 1.4.3 画轴面截线 1.4.4 叶片加厚 1.4.5 画叶片剪裁图 1.4.6 转动中心线的确定 1.4.7 混流泵叶片三维图 1.4.8 设计图例 1.5 扭曲三角形法叶片绘型 1.5.1 设计步骤 1.5.2 设计图例 1.6 锥面展开法叶片绘型 1.7 空间导叶水力设计 1.7.1 设计基本原则 1.7.2 设计程序 1.7.3 叶片绘型 1.8 水力模型设计实例 2 混流泵瞬态特性的理论建模 2.1 概述 2.2 启动过程理论计算模型 2.2.1 瞬态理论扬程 2.2.2 瞬态效率 2.2.3 瞬时转动角速度 2.2.4 管路特性 2.3 理论计算与试验验证 2.3.1 理论仿真计算 2.3.2 试验验证 2.3.3 稳态马鞍区对瞬态特性的影响 2.4 不同启动条件下的瞬态特性 2.4.1 线性启动瞬态特性 2.4.2 指数启动瞬态特性 2.5 本章小结 3 基于准稳态假设的混流泵启动特性 3.1 概述 3.2 准稳态数值计算方法 3.3 计算模型 3.3.1 三维实体造型 3.3.2 计算网格的生成方法 3.3.3 控制方程及湍流模型 3.3.4 数值算法与边界条件 3.3.5 网格无关性分析 3.4 准稳态计算工况点参数确定 3.4.1 稳态工况下的外特性 3.4.2 确定准稳态计算边界参数 3.4.3 无量纲参数描述瞬态性能 3.5 准稳态数值计算结果 3.5.1 定常数值计算结果 3.5.2 准稳态内流场与瞬态试验结果对比 3.5.3 准稳态内流场与瞬态计算结果对比 3.5.4 非定常计算结果 3.6 本章小结 4 基于瞬态数值计算的混流泵启动特性 4.1 概述 4.2 基于滑移交界面的瞬态计算方法 4.2.1 物理模型 4.2.2 控制方程和边界条件 4.2.3 瞬态外特性08l 4.2.4 无量纲扬程对比分析 4.2.5 瞬态启动过程内流场分布 4.2.6 不同启动加速度对瞬态特性的影响 4.2.7 不同管阻对瞬态特性的影响 4.3 基于闭合回路模型的瞬态计算方法 4.3.1 基本控制方程 4.3.2 湍流模型 4.3.3 闭合回路模型 4.3.4 网格划分 4.3.5 边界条件设置 4.3.6 数值计算结果与试验验证 4.3.7 启动过程瞬态计算结果 4.4 本章小结 5 混流泵启动过程闭合管路系统的损失特性 5.1 概述 5.2 计算物理模型 5.3 闸阀在闭合管路系统内的启动阻力 5.3.1 闸阀稳态阻力特性分析 5.3.2 启动过程闸阀瞬态特性分析 5.4 90°弯管对闭合管路的损失增益 5.4.1 90°弯管内流特性分析 5.4.2 启动过程阀后弯管瞬态特性分析 5.5 混流泵瞬态流场的涡动力学分析 5.5.1 启动过程涡运动结构 5.5.2 启动过程叶轮内部涡结构诊断 5.6 本章小结 6 混流泵启动过程流固耦合振动特性 6.1 概述 6.2 流固耦合系统理论及求解方法 6.2.1 模态分析理论 6.2.2 流体方程的ALE描述 6.2.3 弹性结构动力方程的求解方法 6.3 流固耦合求解系统的结构 6.4 流固耦合求解过程的建立 6.4.1 计算模型及网格划分 6.4.2 流固耦合计算的实现过程 6.5 稳态转速为1 450 r／min设计工况下的流固耦合结果 6.5.1 有预应力的模态求解结果 6.5.2 稳态非定常流固耦合结果 6.6 启动过程瞬态流固耦合结果 6.6.1 瞬时变形分析 6.6.2 瞬时动应力分析 6.7 本章小结 7 混流泵瞬态过程特性试验 7.1 概述 7.2 试验系统的搭建 7.2.1 硬件系统 7.2.2 试验测量参数采集与控制系统 7.2.3 PIv内流测试系统 7.2.4 HSJ20lO水力机械综合测试仪 7.2.5 本特利408数据采集系统 7.3 试验内容 7.4 能量性能试验 7.4.1 试验方法 7.4.2 试验结果及分析 7.4.3 不确定度分析 7.5 PIV试验 7.5.1 试验方法 7.5.2 试验结果及分析 7.6 压力脉动试验 7.6.1 试验方法 7.6 .z试验结果及分析 7.7 轴心轨迹试验 7.7.1 试验方法 7.7.2 试验结果及分析 7.8 试验误差分析 7.8.1 试验小结 7.8.2 误差分析Z 7.9 本章小结 参考文献