泵与泵站
《泵与泵站》是2007年12月中国建筑工业出版社出版的图书，作者是姜乃昌。
-
选择特殊符号
选择搜索类型
请输入搜索
《泵与泵站》是2007年12月中国建筑工业出版社出版的图书，作者是姜乃昌。
第1章 绪论
1.1 泵与泵站在给水排水事业中的作用和地位
1.2 泵的定义及分类
1.3 泵及泵站运行管理的发展趋势
第2章 叶片式泵
2.1 离心泵的工作原理与基本构造
2.2 离心泵的主要零件
2.3 叶片泵的基本性能参数
2.4 离心泵的基本方程式
2.5 离心泵装置的总扬程
2.6 离心泵的特性曲线
2.7 离心泵装置定速运行工况
2.8 离心泵装置调速运行工况
2.9 离心泵装置换轮运行工况
2.10 离心泵并联及串联运行工况
2.11 离心泵吸水性能
2.12 离心泵机组的使用与维护
2.13 轴流泵及混流泵
2.14 给水排水工程中常用的叶片泵
思考题与习题
第3章 其他泵与风机
3.1 射流泵
3.2 气升泵
3.3 往复泵
3.4 螺旋泵
3.5 水环式真空泵
3.6 插桶泵
3.7 离心式风机与轴流式风机
思考题与习题
第4章 给水泵站
4.1 泵站分类与特点
4.2 泵的选择
4.3 泵站变配电设施
4.4 泵机组的布置与基础
4.5 吸水管路与压水管路
4.6 泵站水锤及其防护
4.7 泵站噪声及其消除
4.8 泵站中的辅助设施
4.9 给水泵站的节能
4.10 给水泵站SCADA系统
4.11 给水泵站的土建要求
4.12 给水泵站的工艺设计
思考题与习题
第5章 排水泵站
5.1 排水泵站的分类与特点
5.2 污水泵站的工艺设计
5.3 雨水泵站的工艺设计
5.4 合流泵站的工艺设计
5.5 螺旋污水泵站的工艺设计
5.6 排水泵站的节能及SCADA系统
思考题与习题
附录 离心泵性能试验
主要参考文献
一体化污水提升泵站是一体的吗？应该有好几种设备吧
请仁兄查阅，看看清楚吗
给水泵站是给水工程系统中的扬水设施。根据泵站在给水系统中的作用划分主要有四种泵站：一级泵站、二级泵站、增压泵站、循环泵站。一级泵站:（取水泵站）将原水从水源输送（一般为低扬程）到处理厂，当原水无需处理...
泵与泵站论文
泵与泵站论文
广东工业大学 华立学院 泵与泵站论文 论文题目 浅谈给水系统中泵的选择 学 部 城建学部 专 业 给排水科学与工程 班 级 13 给排水 1 班 学 号 511323040105 学生姓名 邹锦翔 指导教师 张波 浅谈给水系统中泵的选择 邹锦翔 （广东工业大学华立学院） 摘 要：泵作为城市给水排水工程中的重要的组成部分，维系着给水排水系 统的正常运转。给水系统工艺，依靠一级泵站（取水泵站）在水源地取水送至自 来水厂，再由二级泵站（送水泵站）从清水池输送至城市配水管网。用水量大户 还会自配水泵，加压送水。在给水工程中泵的作用是不可或缺的，选择好泵，能 够降低成本，减少能源消耗， 同时满足给水系统所需水压。 本文将会简要的论述 关于泵的选择依据以及如何选择给水系统中的水泵。 关键词： 给水系统、一级泵站、二级泵站、泵的选择依据 1.给水系统中泵的作用 泵，是属于通用性的机械类而广泛地应用于国民
第1章 绪论................................................................................................................... 1
1.1 水泵与泵站流动特点......................................................................................... 1
1.1.1 水泵流动特点.......................................................................................... 1
1.1.2 泵站流动特点.......................................................................................... 2
1.2 水泵与泵站流动分析方法概述........................................................................... 2
1.2.1 水泵流动分析方法................................................................................... 2
1.2.2 泵站流动分析方法................................................................................... 4
1.3 三维粘性流动分析方法概述............................................................................... 5
1.3.1 计算流体动力学理论与方法简介.............................................................. 5
1.3.2 常用CFD软件......................................................................................... 6
第2章 流动分析基本方法............................................................................................. 7
2.1 流动分析原理与数值解法.................................................................................. 7
2.1.1 流动控制方程.......................................................................................... 7
2.1.2 控制方程离散方法................................................................................... 9
2.1.3 控制方程求解方法.................................................................................. 11
2.1.4 流动分析基本流程................................................................................. 13
2.2 计算方案制订.................................................................................................. 15
2.2.1 计算目的确立........................................................................................ 15
2.2.2 模型抽象............................................................................................... 16
2.2.3 计算域选择............................................................................................ 16
2.2.4 参考压力和浮力选择.............................................................................. 18
2.2.5 边界条件选择........................................................................................ 19
2.2.6 初始条件选择........................................................................................ 22
2.3 瞬态计算的时间步长....................................................................................... 22
2.3.1 隐式时间积分方案下的时间步长............................................................ 22
2.3.2 显式时间积分方案下的时间步长............................................................ 23
2.3.3 关于时间步长的一般考虑....................................................................... 24
2.4 计算前处理..................................................................................................... 25
2.4.1 几何模型创建与计算网格划分................................................................ 25
2.4.2 物理问题设置........................................................................................ 26
2.4.3 求解设置............................................................................................... 28
2.5 计算求解......................................................................................................... 29
2.5.1 计算求解准备........................................................................................ 29
2.5.2 对计算求解的人为控制.......................................................................... 30
2.5.3 计算过程中的残差................................................................................. 30
2.5.4 计算收敛的判断..................................................................................... 32
2.5.5 解决收敛问题的方法.............................................................................. 34
2.5.6 提高计算精度的建议.............................................................................. 35
2.6 计算后处理..................................................................................................... 36
2.6.1 流场物理量的表示................................................................................. 36
2.6.2 力、力矩和功率的计算.......................................................................... 39
2.6.3 水泵扬程计算........................................................................................ 40
2.6.4 水泵效率计算........................................................................................ 41
2.6.5 水泵空化余量计算................................................................................. 42
2.6.6 水泵性能曲线预测................................................................................. 43
第3章 湍流模型及近壁区处理模式.............................................................................. 44
3.1 湍流模型概述.................................................................................................. 44
3.1.1 湍流特征............................................................................................... 44
3.1.2 湍流数值模拟方法及湍流模型概述......................................................... 44
3.2 RANS模型...................................................................................................... 46
3.2.1 雷诺平均化处理模式.............................................................................. 46
3.2.2 常用涡粘模型........................................................................................ 47
3.2.3 局部时均化模型（PANS）..................................................................... 49
3.3 LES模型及RANS-LES混合模型..................................................................... 49
3.3.1 大涡模拟模型（LES）........................................................................... 50
3.3.2 RANS-LES混合模型.............................................................................. 50
3.4 近壁区处理模式.............................................................................................. 52
3.4.1 近壁区流动特点..................................................................................... 52
3.4.2 近壁区处理模式概述.............................................................................. 54
3.4.3 壁面函数法............................................................................................ 55
3.4.4 近壁模型法............................................................................................ 56
3.4.5 壁面粗糙度的处理................................................................................. 57
第4章 几何建模.......................................................................................................... 60
4.1 几何建模概述.................................................................................................. 60
4.1.1 几何建模要求........................................................................................ 60
4.1.2 几何建模软件与方法.............................................................................. 60
4.2 导叶式离心泵几何建模.................................................................................... 61
4.2.1 叶轮三维造型........................................................................................ 61
4.2.2 导叶三维造型........................................................................................ 65
4.2.3 蜗壳三维造型........................................................................................ 66
4.2.4 肘形进水流道三维造型.......................................................................... 68
4.3 双吸离心泵几何建模....................................................................................... 70
4.3.1 螺旋形压水室三维造型.......................................................................... 70
4.3.2 半螺旋形吸水室三维造型....................................................................... 75
4.3.3 双吸离心泵整体模型的生成................................................................... 83
4.4 轴流泵几何建模.............................................................................................. 84
4.4.1 轴流泵几何建模方法.............................................................................. 84
4.4.2 叶轮三维造型........................................................................................ 85
4.4.3 导叶等部件的三维造型.......................................................................... 88
4.4.4 轴流泵整体模型的生成.......................................................................... 88
第5章 网格划分.......................................................................................................... 90
5.1 网格概述......................................................................................................... 90
5.1.1 网格分类............................................................................................... 90
5.1.2 边界层网格............................................................................................ 92
5.1.3 网格质量............................................................................................... 95
5.1.4 网格独立性验证..................................................................................... 96
5.2 网格划分方法.................................................................................................. 97
5.2.1 网格划分流程........................................................................................ 97
5.2.2 合并多个网格的方法.............................................................................. 99
5.2.3 水泵CFD网格类型与网格尺寸............................................................. 100
5.3 双吸离心泵非结构网格划分........................................................................... 102
5.3.1 非结构网格划分流程............................................................................ 103
5.3.2 三维实体模型导入与曲面修复.............................................................. 103
5.3.3 全局网格参数设定................................................................................ 105
5.3.4 Part创建.............................................................................................. 106
5.3.5 Part网格参数设置................................................................................ 109
5.3.6 网格生成及网格质量检查...................................................................... 111
5.3.7 边界层网格对y 的影响........................................................................ 114
5.4 轴流泵非结构网格划分.................................................................................. 115
5.4.1 叶轮网格划分....................................................................................... 116
5.4.2 其他部件网格划分................................................................................ 116
5.5 导叶式离心泵六面体网格划分........................................................................ 119
5.5.1 叶轮六面体网格划分............................................................................ 120
5.5.2 导叶六面体网格划分............................................................................ 126
5.5.3 蜗壳六面体网格划分............................................................................ 130
5.5.4 肘形进水流道六面体网格划分.............................................................. 132
5.6 泵站进水池六面体网格划分........................................................................... 133
5.6.1 计算域分块.......................................................................................... 134
5.6.2 网格最大尺寸控制................................................................................ 137
5.6.3 近壁区第一层网格高度控制.................................................................. 137
5.7 基于ANSYS TurboSystem的水泵设计与网格生成.......................................... 139
5.7.1 利用Vista CPD进行离心泵水力设计..................................................... 140
5.7.2 利用BladeGen进行叶片修改与造型..................................................... 144
5.7.3 利用TurboGrid进行叶轮网格划分........................................................ 145
5.7.4 利用CFX进行流场计算....................................................................... 146
5.8 网格自适应技术............................................................................................. 148
5.8.1 网格自适应技术概述............................................................................ 148
5.8.2 CFX网格自适应技术........................................................................... 149
5.8.3 Fluent网格自适应技术......................................................................... 150
5.9 网格相关问题探讨......................................................................................... 156
5.9.1 什么是好网格....................................................................................... 156
5.9.2 如何生成好网格................................................................................... 157
5.9.3 IECM CFD二次开发............................................................................ 158
第6章 叶轮旋转参考系模型...................................................................................... 161
6.1 叶轮旋转参考系模型概述............................................................................... 161
6.1.1 运动参考系中的速度表达式及控制方程................................................ 161
6.1.2 水泵旋转参考系模型............................................................................ 163
6.2 基于SRF的叶轮流动分析.............................................................................. 164
6.2.1 SRF设置.............................................................................................. 164
6.2.2 SRF计算实例....................................................................................... 165
6.3 基于MRF的水泵流动分析............................................................................. 171
6.3.1 MRF简介............................................................................................ 171
6.3.2 MRF计算实例..................................................................................... 173
6.4 基于MPM的水泵流动分析............................................................................ 176
6.4.1 MPM简介............................................................................................ 176
6.4.2 MPM计算实例..................................................................................... 179
6.5 基于SMM的水泵流动分析............................................................................ 184
6.5.1 动静干涉作用及SMM简介.................................................................. 184
6.5.2 滑移界面设置原则................................................................................ 186
6.5.3 SMM应用技术要点.............................................................................. 188
6.5.4 SMM计算实例..................................................................................... 189
第7章 瞬态流动与压力脉动分析............................................................................... 195
7.1 瞬态流动特性及分析方法............................................................................... 195
7.1.1 瞬态流动及其对流场和结构的影响....................................................... 195
7.1.2 瞬态流动计算方法概述......................................................................... 196
7.2 分离涡模拟方法（DES）............................................................................... 198
7.2.1 原始DES方法..................................................................................... 199
7.2.2 DDES方法........................................................................................... 202
7.2.3 IDDES方法......................................................................................... 204
7.2.4 DES方法存在的灰区问题及解决方案................................................... 206
7.2.5 DES方法的应用................................................................................... 208
7.3 转捩流动分析方法......................................................................................... 211
7.3.1 边界层转捩特性概述............................................................................ 211
7.3.2 边界层转捩计算方法............................................................................ 212
7.3.3 SST g-Req转捩模型............................................................................... 215
7.3.4 边界层转捩计算实例............................................................................ 221
7.4 水泵瞬态流动及压力脉动分析........................................................................ 224
7.4.1 水泵瞬态流动计算方法......................................................................... 225
7.4.2 离心泵瞬态流动计算模型设置.............................................................. 225
7.4.3 离心泵瞬态流动计算结果..................................................................... 230
7.4.4 离心泵压力脉动计算结果..................................................................... 232
第8章 旋转分离流动分析.......................................................................................... 237
8.1 SGS模型适用性分析..................................................................................... 237
8.1.1 LES方法.............................................................................................. 237
8.1.2 常用的SGS模型.................................................................................. 239
8.1.3 常用SGS模型在离心泵中的适用性分析............................................... 243
8.2 动态混合非线性SGS模型.............................................................................. 250
8.2.1 动态混合非线性SGS模型表达式......................................................... 250
8.2.2 动态混合非线性SGS模型在Fluent中的实现方式................................. 252
8.3 LES的近壁区处理模式.................................................................................. 253
8.3.1 常用的近壁区处理模式......................................................................... 253
8.3.2 常用近壁区处理模式在离心泵中的适用性分析...................................... 255
8.4 离心泵旋转失速分析...................................................................................... 261
8.4.1 失速特性简介....................................................................................... 261
8.4.2 失速计算模型及其验证......................................................................... 262
8.4.3 失速团特征参数................................................................................... 264
8.4.4 失速状态下流动结构............................................................................ 265
8.4.5 不同工况下失速特性............................................................................ 268
8.4.6 失速状态下压力脉动特性..................................................................... 270
第9章 多相流与空化分析.......................................................................................... 272
9.1 多相流数值计算方法简介............................................................................... 272
9.1.1 多相流概述.......................................................................................... 272
9.1.2 多相流数值计算方法分类..................................................................... 273
9.1.3 欧拉-拉格朗日方法.............................................................................. 275
9.1.4 欧拉-欧拉方法..................................................................................... 276
9.2 离散相模型及其应用...................................................................................... 277
9.2.1 控制方程.............................................................................................. 277
9.2.2 颗粒受力分析....................................................................................... 277
9.2.3 模型特性.............................................................................................. 280
9.2.4 离散相模型应用实例............................................................................ 283
9.3 混合模型及其应用......................................................................................... 286
9.3.1 控制方程.............................................................................................. 286
9.3.2 混合模型设置和使用............................................................................ 288
9.4 VOF模型及其应用........................................................................................ 290
9.4.1 控制方程.............................................................................................. 291
9.4.2 VOF模型设置和使用........................................................................... 292
9.4.3 VOF模型应用实例............................................................................... 298
9.5 欧拉模型及其应用......................................................................................... 302
9.5.1 控制方程.............................................................................................. 303
9.5.2 颗粒相内部封闭关系............................................................................ 304
9.5.3 流体相与颗粒相之间的封闭关系——曳力模型...................................... 306
9.5.4 流体相与颗粒相之间的封闭关系——附加相间作用力模型.................... 309
9.5.5 湍流模型.............................................................................................. 311
9.5.6 欧拉模型设置....................................................................................... 315
9.5.7 欧拉模型使用注意事项......................................................................... 318
9.5.8 水沙搅拌计算实例................................................................................ 320
9.6 泥沙磨蚀计算方法及其应用........................................................................... 327
9.6.1 通用磨蚀模型....................................................................................... 328
9.6.2 专用磨蚀模型....................................................................................... 329
9.6.3 磨蚀分析方法....................................................................................... 330
9.6.4 基于离散相模型的弯管泥沙磨蚀计算实例............................................. 330
9.6.5 基于欧拉模型的离心泵泥沙磨蚀计算实例............................................. 332
9.7 空化计算方法................................................................................................ 335
9.7.1 空化模型分类....................................................................................... 335
9.7.2 基于Rayleigh-Plesset方程的空化模型................................................... 336
9.7.3 空化计算中的多相流模型与湍流模型.................................................... 342
9.7.4 使用空化模型的技术要点..................................................................... 343
9.8 水泵空化计算实例......................................................................................... 345
9.8.1 计算模型.............................................................................................. 345
9.8.2 计算过程与结果................................................................................... 345
9.9 基于UDS的固体污染物浓度分布模拟........................................................... 350
9.9.1 沉淀池多相流问题概述......................................................................... 350
9.9.2 UDS程序设计...................................................................................... 352
9.9.3 UDS程序运行及计算结果.................................................................... 355
第10章 进水池与出水池流动分析.............................................................................. 358
10.1 进水池与出水池流动研究概况...................................................................... 358
10.1.1 进水池............................................................................................... 358
10.1.2 出水池............................................................................................... 361
10.2 进水池与出水池计算模型............................................................................. 361
10.2.1 计算域............................................................................................... 361
10.2.2 计算网格............................................................................................ 363
10.2.3 自由水面的处理................................................................................. 365
10.2.4 边界条件............................................................................................ 365
10.2.5 湍流模型及近壁区处理模式................................................................ 367
10.3 进水池流态研究........................................................................................... 367
10.3.1 研究对象............................................................................................ 367
10.3.2 前池池底坡度对流态的影响................................................................ 368
10.3.3 前池扩散角对流态的影响................................................................... 369
10.3.4 隔墩对流态的影响.............................................................................. 370
10.4 进水池空气吸入涡研究................................................................................ 370
10.4.1 计算模型............................................................................................ 371
10.4.2 空气吸入涡演化过程.......................................................................... 372
10.4.3 空气吸入涡产生机理.......................................................................... 374
10.5 出水池流态研究........................................................................................... 375
10.5.1 计算模型............................................................................................ 375
10.5.2 出水池流态........................................................................................ 376
第11章 进水流道与出水流道流动分析....................................................................... 379
11.1 进水流道与出水流道流动分析概述............................................................... 379
11.1.1 进水流道与出水流道流动概述............................................................ 379
11.1.2 整体式与分离式流动分析方法............................................................ 380
11.2 分离式流动分析方法.................................................................................... 380
11.2.1 计算模型............................................................................................ 380
11.2.2 立式混流泵站流动分析实例................................................................ 383
11.2.3 斜式轴流泵站流动分析实例................................................................ 385
11.3 多面体网格模型的应用................................................................................. 387
11.3.1 多面体网格模型................................................................................. 387
11.3.2 多面体网格模型应用.......................................................................... 389
11.4 整体式流动分析方法.................................................................................... 390
11.4.1 计算模型............................................................................................ 390
11.4.2 立式轴流泵站流动分析实例................................................................ 393
11.4.3 整体式与分离式流动分析结果对比..................................................... 399
11.5 流动分析中的FAN模型............................................................................... 403
11.5.1 FAN模型简介.................................................................................... 403
11.5.2 FAN模型应用示例............................................................................. 404
11.5.3 3D FAN模型...................................................................................... 405
11.6 综合应用实例............................................................................................... 405
11.6.1 斜式轴流泵装置的整体式流动分析模型.............................................. 405
11.6.2 流动分析结果..................................................................................... 409
第12章 蝶阀与管道流动分析..................................................................................... 414
12.1 蝶阀与管道流动分析方法............................................................................. 414
12.1.1 流动分析方法概述.............................................................................. 414
12.1.2 蝶阀三维计算域的选取....................................................................... 415
12.1.3 蝶阀前后动态边界条件的建立............................................................ 416
12.1.4 蝶阀与管道间的边界数据更新............................................................ 417
12.2 基于动网格模型的蝶阀开启过程分析........................................................... 419
12.2.1 动网格模型简介................................................................................. 419
12.2.2 蝶阀动网格模型设置.......................................................................... 420
12.2.3 蝶阀流场计算结果.............................................................................. 423
12.3 蝶阀结构型式对水力特性的影响.................................................................. 425
12.3.1 蝶阀结构型式简介.............................................................................. 425
12.3.2 流量及阀板转矩特性.......................................................................... 426
12.3.3 压力脉动特性..................................................................................... 427
第13章 流固耦合与疲劳分析..................................................................................... 429
13.1 流固耦合分析的基本方法............................................................................. 429
13.1.1 流固耦合分析方法.............................................................................. 429
13.1.2 流固耦合分析过程与实例................................................................... 433
13.2 离心泵流固耦合分析.................................................................................... 437
13.2.1 耦合计算模型..................................................................................... 438
13.2.2 压力脉动计算结果.............................................................................. 439
13.2.3 结构应力和变形计算结果................................................................... 439
13.3 水泵疲劳可靠性分析.................................................................................... 443
13.3.1 疲劳可靠性分析的基本思想................................................................ 443
13.3.2 应力载荷谱的编制.............................................................................. 443
13.3.3 结构疲劳强度的确定.......................................................................... 446
13.3.4 结构疲劳寿命的预估.......................................................................... 449
13.3.5 水泵疲劳寿命预估实例....................................................................... 449
13.4 模态分析..................................................................................................... 455
13.4.1 模态分析的特征方程.......................................................................... 455
13.4.2 模态分析方法..................................................................................... 456
13.4.3 在ANSYS中开展模态分析的步骤...................................................... 457
13.4.4 水泵叶轮模态分析实例....................................................................... 460
13.5 转子临界转速分析....................................................................................... 464
13.5.1 坎贝尔图............................................................................................ 464
13.5.2 转子动力学方程及有限元模型............................................................ 465
13.5.3 临界转速计算..................................................................................... 466
13.5.4 轴承刚度计算..................................................................................... 467
参考文献...................................................................................................................... 469
本书是一本系统介绍水泵与泵站流动理论、分析方法和最新研究成果的著作。内容包括水泵与泵站粘性流动基本解法、三维造型和网格生成技术、瞬态流动与多相流动计算模型、流固耦合理论和分析方法。本书内容实用、重点突出、结构新颖、图文并茂。所有成果均来自于作者多年从事水泵与泵站教学和科研实践，算例全部选自实际泵站工程。对指导水泵设计、优化泵站结构、评估现有泵站性能，具有重要参考价值。
本书适合于流体机械、水利工程、城市给排水工程、化工工程、能源动力工程等领域的科研人员和工程技术人员参考，也适合作为高等院校水利类、能源动力类和流体力学类专业本科生和研究生教学参考书。
本书获得国家科学技术学术著作出版基金资助项目的资助。
作者在多年从事水力机械与CFD教学科研的基础上，编写了本书。本书将较为理性的CFD理论融入水泵与水泵站工程实践，每个算例都是一个实际工程，大部分图片都直接从CFD软件截屏，使读者在掌握水泵与泵站流动分析方法的同时，还可认识典型水泵与泵站流动规律。
水泵与泵站流动分析方法图书目录