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第1章 离心泵理论基础知识1

1.1泵常用名词术语1

1.1.1产品名称1

1.1.2性能、设计、试验2

1.1.3零件名称5

1.2工作原理、产品分类及基本参数7

1.2.1工作原理7

1.2.2产品分类8

1.2.3基本性能参数10

1.2.4基本性能曲线10

1.3液体在叶轮中的流动规律11

1.3.1名词定义11

1.3.2液体在叶轮中的运动11

1.3.3速度三角形12

1.3.4液体在压水室中的运动13

1.4离心泵的基本方程式14

1.4.1基本方程式的说明14

1.4.2有限叶片数的理论扬程修正14

1.5离心泵的主要水力元件16

1.5.1叶轮17

1.5.2吸水室17

1.5.3压水室17

1.5.4导叶18

1.6泵内损失分析19

1.6.1水力损失与水力效率19

1.6.2机械损失与机械效率22

1.6.3容积损失与容积效率23

1.6.4泵的总效率26

1.7泵的相似理论28

1.7.1相似泵应具备的条件28

1.7.2泵的相似定律29

1.7.3泵的比转速29

1.8离心泵叶轮切割定律31

1.9性能曲线分析33

1.9.1泵的性能曲线33

1.9.2影响离心泵性能曲线的因素36

1.9.3常见的几种类型性能曲线37

第2章 离心泵设计基础知识38

2.1设计注意事项38

2.2设计基础知识38

2.2.1设计必备常识38

2.2.2应掌握的基础知识39

2.3泵常用几何公差推荐41

2.4应掌握的几种图形41

2.4.1控制图41

2.4.2装配图42

2.4.3合装图43

2.5零部件配合及精度43

2.5.1基轴制43

2.5.2推荐的配合公差精度43

2.5.3常用表面粗糙度的综合选择45

2.6零部件热处理46

2.6.1新旧名词术语对照46

2.6.2泵常用热处理简介47

2.6.3常用表面处理技术要求48

2.6.4零件硬度48

2.6.5热处理前零件表面粗糙度49

2.6.6轴等零件调质次数49

2.6.7应用实例49

2.7特殊材料介绍51

2.8材料应力的选取52

2.9企业常用水力设计方法52

2.10零部件质量53

2.10.1几种铸件标准53

2.10.2打光54

2.10.3试验压力55

第3章 泵产品开发设计程序57

3.1产品开发设计总则57

3.2产品开发程序57

3.3产品开发计划程序58

3.3.1市场调查58

3.3.2技术调查58

3.3.3新产品开发决策58

3.4产品开发设计程序58

3.4.1方案设计59

3.4.2技术设计59

3.4.3工作图设计60

3.5产品样机试制程序60

3.5.1样机试制60

3.5.2样机鉴定61

3.6（小批量）生产程序61

3.7销售程序61

第4章 离心泵水力元件设计62

4.1叶轮的水力设计62

4.1.1相似理论方法设计程序62

4.1.2速度系数计算法设计程序66

4.2压水室的水力设计71

4.2.1蜗形体的设计71

4.2.2分段式导叶设计74

4.2.3空间导叶设计78

4.2.4环形压水室设计82

4.3吸水室的水力设计83

4.3.1锥形吸水室设计84

4.3.2环形吸水室设计84

4.3.3半螺旋形吸水室设计85

4.4汽蚀性能设计87

4.4.1泵的汽蚀现象87

4.4.2汽蚀余量88

4.4.3提高抗汽蚀性能的措施91

第5章 离心泵整机结构93

5.1单级泵结构93

5.1.1单级泵常用结构93

5.1.2单级泵特殊结构101

5.1.3单级泵典型结构102

5.2两级泵结构102

5.2.1两级泵常用结构103

5.2.2两级泵特殊结构107

5.3卧式多级泵结构107

5.3.1常用多级泵结构107

5.3.2节段导叶式多级泵结构114

5.3.3蜗壳式多级泵结构119

5.3.4双筒体多级泵结构122

5.3.5多级泵其他结构124

5.3.6转子部件间隙126

5.3.7轴承体调整方法128

5.4立式泵结构129

5.4.1立式泵常用结构129

5.4.2立式泵特点137

5.4.3立式泵结构特点137

5.4.4泵本身带推力轴承结构140

5.4.5立式泵刚性联轴器142

5.4.6导轴承体结构144

第6章 泵的零部件设计148

6.1单级泵、两级泵零部件设计148

6.1.1叶轮设计148

6.1.2泵体设计150

6.1.3泵盖设计151

6.1.4轴设计152

6.1.5单级泵、两级泵装配技术要求153

6.2多级泵零部件设计154

6.2.1多级泵叶轮设计154

6.2.2多级泵泵轴设计156

6.2.3叶轮单独定位用卡环设计要求157

6.2.4叶轮与轴过盈配合举例158

6.2.5中段设计要求161

6.2.6导叶设计162

6.2.7吸入段设计163

6.2.8吐出段设计164

6.2.9穿杠设计165

6.2.10穿杠螺母设计166

6.2.11齿形垫设计166

6.2.12平衡管设计167

6.2.13平衡盘设计167

6.2.14平衡鼓设计169

6.2.15 平衡板设计170

6.2.16平衡板压套设计171

6.2.17平衡装置设计171

6.2.18单壳体多级泵设计172

6.3双筒体多级泵零部件设计173

6.3.1吸入函体设计173

6.3.2双筒体泵盖设计174

6.3.3热胀补偿器设计175

6.3.4筒体设计176

6.3.5主螺柱设计178

6.3.6吸入冷却室体和平衡室体设计179

6.3.7推力盘设计180

6.3.8动平衡圆盘设计180

6.3.9双筒体多级泵转子部件设计要求181

6.3.10多级泵转子静挠度测量183

6.3.11中段“上死点”的打法183

6.3.12高温多级泵结构设计184

6.3.13多级泵装配技术要求185

第7章 泵通用零部件设计189

7.1轴封189

7.1.1机械密封设计189

7.1.2填料密封设计198

7.2轴承体部件设计199

7.2.1轴承及润滑方式的选择199

7.2.2滚动轴承200

7.2.3滑动轴承206

7.2.4悬臂泵轴承体设计217

7.2.5滑动轴承零部件设计221

7.2.6防尘盘设计231

7.2.7挡油环设计233

7.2.8甩油环设计234

7.3联轴器及罩237

7.3.1爪型弹性联轴器237

7.3.2柱销弹性联轴器237

7.3.3膜片式挠性联轴器238

7.3.4联轴器罩239

7.4泵冷却水系统239

7.4.1悬臂泵用冷却水管路系统240

7.4.2两端支撑泵用冷却水管路系统241

7.4.3其他说明242

7.5泵用管路设计243

7.5.1管路要求243

7.5.2管路装配244

7.5.3管路制造245

7.6转子平衡246

7.6.1静平衡246

7.6.2动平衡247

7.7密封环249

7.7.1密封环的安装位置设计249

7.7.2密封环的材料与热处理249

7.7.3密封环固定方式250

7.7.4运转间隙251

7.8叶轮螺母设计252

7.9轴套设计253

7.10泵用材料254

7.10.1泵用材料的选用原则254

7.10.2泵主要零部件常用材料254

7.11焊接底座设计255

7.11.1 API底座255

7.11.2焊接底座设计256

7.11.3常用泵支架和底座258

7.12泵零部件“质量控制规程”编法258

7.12.1泵零部件“质量控制规程”有关标准258

7.12.2重要泵应进行质量控制的零部件260

7.12.3检验及验收260

7.13设计案例1——大型高压单级双吸中开泵设计270

7.14设计案例2——热水泵设计272

第8章 离心泵水力元件CFD分析274

8.1 CFD简介274

8.1.1 CFD概述274

8.1.2常用CFD软件简介274

8.1.3 CFD技术在离心泵流场模拟中的应用275

8.2计算流体力学基础277

8.2.1控制方程277

8.2.2湍流模型278

8.2.3控制方程离散方法278

8.2.4流场数值计算求解方法279

8.2.5边界条件280

8.3离心泵数值模拟步骤281

8.3.1 Pro/E三维建模281

8.3.2 GAMBIT网格划分及边界条件设置282

8.3.3 FLUENT初始条件设置及计算282

8.3.4数据后处理283

8.4离心泵数值模拟实例分析283

8.4.1数值计算模型283

8.4.2 Pro/E三维建模284

8.4.3 GAMBIT网格划分287

8.4.4 FLUENT三维数值计算291

8.4.5 FLUENT后处理297

附录301

附录A 关于多级泵几种零件名称的统一叫法301

附录B 泵有关新旧名词术语对照表302

附录C API 610规定的机械密封压盖孔口（即接头处）旁边识别符号303

附录D 常用不锈钢材料新旧牌号对照表304

附录E 世界各国（或组织）金属表面粗糙度等级、参数及标注对照表305

参考文献307