由水利部主持,國(guó)家質(zhì)檢總局監(jiān)督,向全國(guó)征集模型,集中在天津進(jìn)行同臺(tái)測(cè)試。測(cè)試的35個(gè)低揚(yáng)程水泵模型,代表國(guó)家當(dāng)前的技術(shù)水平。南水北調(diào)主泵的裝置效率,比規(guī)劃提高約4.5個(gè)百分點(diǎn),其中重要因素就是選用天津同臺(tái)測(cè)試模型和對(duì)進(jìn)出水流道的精心優(yōu)化水力設(shè)計(jì)研究。本書較為全面地介紹了與水泵選型密切有關(guān)的技術(shù)問(wèn)題,重點(diǎn)介紹了天津同臺(tái)測(cè)試模型成果、水泵模型和進(jìn)出水流道的設(shè)計(jì)和選擇。講述的新選型方法實(shí)踐證明行之有效,選型軟件快速準(zhǔn)確。書中所附大量原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線,已建泵站泵的nD值、效率指標(biāo)、淹沒深度、飛逸轉(zhuǎn)速、流道圖和典型結(jié)構(gòu)圖等,無(wú)疑是*有價(jià)值的參考資料。
本書為關(guān)醒凡教授全新力作——聚焦行之有效的新選型方法,泵站研究、試驗(yàn)、設(shè)計(jì)和制造的全過(guò)程解讀,“少談理論研究,多講方法過(guò)程,用事實(shí)說(shuō)話”是本書的一大特點(diǎn)。本書作者具有近60年從事泵的教學(xué)和技術(shù)研究工作的經(jīng)驗(yàn),具有強(qiáng)大的行業(yè)影響力。書中所附大量原始試驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線、已建泵站泵的nD值、效率指標(biāo)、淹沒深度、飛逸轉(zhuǎn)速、流道圖和典型結(jié)構(gòu)圖等,無(wú)疑是業(yè)內(nèi)非常有價(jià)值的參考資料,是泵站規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理等單位和泵企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行低揚(yáng)程泵設(shè)計(jì)選型的必備書籍,也可供學(xué)校泵和泵站相關(guān)專業(yè)師生參考。
水利部南水北調(diào)工程天津同臺(tái)測(cè)試模型,是征集全國(guó)模型,集中于天津測(cè)試,試驗(yàn)過(guò)程規(guī)范公正,試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠,代表了我國(guó)低揚(yáng)程泵的技術(shù)水平。其性能范圍覆蓋了低揚(yáng)程泵的常用范圍,在南水北調(diào)工程和全國(guó)大中型低揚(yáng)程泵站中得到廣泛應(yīng)用。在新的更高水平的模型研制成功之前,天津同臺(tái)測(cè)試模型不失為低揚(yáng)程泵站的首選模型。
有人說(shuō)排澇泵站的效率高低無(wú)所謂,此言差矣,高效和水流的平穩(wěn)性是合二為一的。還有人說(shuō),泵不大,效率低點(diǎn)沒關(guān)系,孰不知泵小而量大,勿以泵小而不為。欲改變這種情況,應(yīng)從招標(biāo)時(shí)對(duì)模型提出高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求開始。
豎井貫流泵,在我國(guó)從問(wèn)世以來(lái)方興未艾,像四合院天井一樣的頂天立地的豎井,給流道施工、設(shè)備安裝和維護(hù)帶來(lái)了極大的方便,值得進(jìn)一步推廣,并向較高的揚(yáng)程泵站發(fā)展。目前湖北、安徽等省建了多座大、中型立式混流泵站,模型混流泵裝置效率比軸流泵約高3~5個(gè)百分點(diǎn),高效范圍廣,功率曲線平坦,調(diào)節(jié)葉片角度,流量、揚(yáng)程的變化量比軸流泵大。天津同臺(tái)測(cè)試的模型中,已有比轉(zhuǎn)速達(dá)800的各種模型,揚(yáng)程在6m以上,并且揚(yáng)程變化范圍較大,選用混流泵,可排除軸流泵出現(xiàn)的最高揚(yáng)程打不上去、超功率和機(jī)組振動(dòng)等問(wèn)題。
水泵選型是建設(shè)大中型泵站關(guān)鍵的第一步,選出合適且優(yōu)秀的模型和進(jìn)出水流道是成功之本。本書講述選型的全過(guò)程,是對(duì)南水北調(diào)工程以來(lái)我國(guó)大中型泵站做一個(gè)比較全面的總結(jié)。書中給出的大量模型泵段資料、模型泵裝置試驗(yàn)曲線、各種泵裝置的技術(shù)數(shù)據(jù)、典型泵裝置以及典型結(jié)構(gòu)圖等,無(wú)疑是有實(shí)用價(jià)值的參考資料。
書中介紹的選型系數(shù)法,實(shí)踐證明,行之有效。選型軟件,快速而準(zhǔn)確,功能有:繪制模型泵段性能曲線,輸出模型泵段性能參數(shù)表;繪制實(shí)型泵段性能曲線,輸出實(shí)型泵段性能參數(shù)表;繪制模型泵裝置性能曲線,輸出模型泵裝置性能參數(shù)表;繪制實(shí)型泵裝置特性曲線,輸出實(shí)型泵裝置性能參數(shù)表;繪制實(shí)型泵段過(guò)流尺寸圖;繪制實(shí)型泵裝置流道尺寸圖(進(jìn)出水流道)。
在泵模型和流道研究、試驗(yàn)和推廣過(guò)程中,得到許多專家的幫助和鼓勵(lì),在此表示衷心感謝,他們是:國(guó)務(wù)院南水北調(diào)辦公室專家委員會(huì)高安澤(中國(guó)工程設(shè)計(jì)大師)、研究員級(jí)高工汪易森,水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院研究員級(jí)高工卜漱和、研究員級(jí)高工伍杰,北京市水利規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院研究員級(jí)高工戚蘭英,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、長(zhǎng)江學(xué)者王福軍教授,清華大學(xué)王正偉教授,江蘇省水利廳研究員級(jí)高工陳茂滿,揚(yáng)州大學(xué)嚴(yán)登峰教授、陳松山教授,河海大學(xué)鄭源教授,南水北調(diào)東線江蘇水源有限責(zé)任公司研究員級(jí)高工鄧東升、研究員級(jí)高工劉軍、研究員級(jí)高工馮旭松,江蘇省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司研究員級(jí)高工謝偉東、研究員級(jí)高工張仁田、研究員級(jí)高工周偉,淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院高工陳堅(jiān)、高工王麗,湖北省水利水電規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院研究員級(jí)高工秦昌斌、研究員級(jí)高工胡新益,安徽省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院研究員級(jí)高工吳毅、研究員級(jí)高工張鵬、研究員級(jí)高工劉興華,合肥萬(wàn)浦機(jī)電科技開發(fā)有限公司研究員級(jí)高工鄧悌康,上?睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院研究員級(jí)高工胡德義、研究員級(jí)高工黃毅,山東省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院研究員級(jí)高工岳永起,江西省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院研究員級(jí)高工劉潤(rùn)根,原江蘇航天水力設(shè)備制造有限公司高工談強(qiáng)以及原無(wú)錫水泵廠高工陳偉良。
本書由下列單位提供的初稿或資料編寫而成,這些單位是:中水北方勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司、江蘇大學(xué)、揚(yáng)州大學(xué)、河海大學(xué)、浙江省水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院、江蘇航天水力設(shè)備有限公司、利歐集團(tuán)股份有限公司、上海凱泉泵業(yè)(集團(tuán))有限公司、日立泵制造(無(wú)錫)有限公司、上海東方泵業(yè)(集團(tuán))有限公司、武漢特種工業(yè)泵廠有限公司、合肥恒大江海泵業(yè)股份有限公司和湖北拓宇水電科技股份有限公司等,對(duì)這些單位的大力支持謹(jǐn)表誠(chéng)摯的謝意。
>>>>>大中型低揚(yáng)程泵選型手冊(cè)書中如有不當(dāng)和錯(cuò)誤之處,敬請(qǐng)指正。
關(guān)醒凡,近60年從事泵的教學(xué)和技術(shù)研究工作。
享受政府特殊津貼、原機(jī)電部有圖書貢獻(xiàn)的專家,獲得全國(guó)教師獎(jiǎng)?wù)。出版專?0余部,很多書籍是泵行業(yè)技術(shù)人員的主要參考書。其倡導(dǎo)開辦的水泵設(shè)計(jì)培訓(xùn)班,為我國(guó)泵行業(yè)培養(yǎng)了數(shù)以千計(jì)的專業(yè)人才。
目錄
序
前言
第一章天津同臺(tái)測(cè)試模型1
第一節(jié)概述1
一、第一批水泵模型測(cè)試1
二、第二批水泵模型測(cè)試1
三、第三批水泵模型測(cè)試3
第二節(jié)模型泵試驗(yàn)性能參數(shù)4
第三節(jié)天津同臺(tái)測(cè)試模型的技術(shù)水平7
第四節(jié)天津同臺(tái)測(cè)試模型的應(yīng)用9
一、概述9
二、應(yīng)用的泵站9
第五節(jié)模型泵段曲線馬鞍形區(qū)域的說(shuō)明11
第六節(jié)天津同臺(tái)測(cè)試模型的原始數(shù)據(jù)、曲線和尺寸12
一、軸流泵模型天津同臺(tái)測(cè)試數(shù)據(jù)和曲線12
二、導(dǎo)葉式混流泵模型天津同臺(tái)測(cè)試數(shù)據(jù)和曲線30
三、天津同臺(tái)測(cè)試模型泵段流道尺寸46
第二章低揚(yáng)程泵裝置若干基本參數(shù)的確定和計(jì)算52
一、凈揚(yáng)程52
二、裝置揚(yáng)程52
三、泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工況點(diǎn)52
四、泵裝置效率53
五、流道效率53
六、泵站效率54
七、泵相似定律和比轉(zhuǎn)速54
八、軸功率57
九、泵的效率58
十、流道沿程損失和局部阻力損失58
十一、流道水力損失與流道效率和裝置效率及揚(yáng)程之間的關(guān)系62
第三章低揚(yáng)程泵汽蝕和最小淹沒深度64
第一節(jié)泵汽蝕概述64
一、泵內(nèi)汽蝕的過(guò)程64
二、泵產(chǎn)生汽蝕時(shí)的現(xiàn)象64
三、泵發(fā)生汽蝕破壞的部位和原因65
第二節(jié)各種泵汽蝕余量65
一、泵汽蝕余量65
二、裝置汽蝕余量66
第三節(jié)泵汽蝕相似定律、汽蝕比轉(zhuǎn)速和托馬汽蝕系數(shù)69
一、汽蝕相似定律69
二、汽蝕比轉(zhuǎn)速C69
三、托馬(Thoma)汽蝕系數(shù)69
第四節(jié)最小淹沒深度69
第五節(jié)裝置模型試驗(yàn)時(shí)的汽蝕余量70
第六節(jié)泵的nD值70
第七節(jié)降低nD值進(jìn)行低揚(yáng)程和超低揚(yáng)程泵的選型71
第八節(jié)關(guān)于混流泵的nD值及典型泵站的nD值、淹沒深度72
一、混流泵nD值72
二、典型泵站的nD值和淹沒深度72
第四章模型泵(裝置)試驗(yàn)73
第一節(jié)模型泵(裝置)試驗(yàn)臺(tái)73
一、試驗(yàn)臺(tái)73
二、試驗(yàn)臺(tái)的精度73
三、有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的不確定度74
四、試驗(yàn)臺(tái)的布置74
五、模型泵試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)要點(diǎn)77
六、水泵模型標(biāo)稱直徑、試驗(yàn)雷諾數(shù)的規(guī)定77
第二節(jié)模型泵(裝置)揚(yáng)程的測(cè)量計(jì)算78
第三節(jié)測(cè)壓管段摩擦損失水頭(Hj2+Hj1)的計(jì)算80
第四節(jié)泵進(jìn)口預(yù)旋的修正81
第五節(jié)模型泵(裝置)汽蝕余量的測(cè)量計(jì)算82
一、汽蝕余量NPSH的定義82
二、汽蝕余量NPSH測(cè)量計(jì)算方法83
第六節(jié)葉片與輪轂和輪緣間隙對(duì)性能的影響83
第七節(jié)模型泵(裝置)效率換算84
一、以前常用的換算公式84
二、IEC標(biāo)準(zhǔn)模型泵效率換算方法85
第八節(jié)不確定度的分析與計(jì)算方法87
一、隨機(jī)不確定度87
二、隨機(jī)不確定度的估算方法88
三、系統(tǒng)不確定度89
四、綜合不確定度的合成89
五、不確定度估算例題89
第九節(jié)模型泵裝置試驗(yàn)(結(jié)合天津臺(tái)試驗(yàn)過(guò)程)91
一、模型泵裝置試驗(yàn)系統(tǒng)91
二、泵裝置模型試驗(yàn)應(yīng)注意的事項(xiàng)95
三、試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)組成95
四、測(cè)量方法及測(cè)量精度95
五、試驗(yàn)臺(tái)測(cè)量?jī)x器、儀表標(biāo)定97
六、裝置模型試驗(yàn)主要測(cè)試內(nèi)容及測(cè)試方法97
七、測(cè)量不確定度分析101
八、原型和模型參數(shù)換算103
九、水泵裝置模型通流部件幾何尺寸檢查104
十、進(jìn)水流道壓差測(cè)流試驗(yàn)104
十一、出水流道拍門損失及起動(dòng)功率試驗(yàn)105
第十節(jié)試驗(yàn)單位和泵模型裝置試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)108
第五章大中型泵站規(guī)劃設(shè)計(jì)與泵組選型109
第一節(jié)已建泵站站身圖選編109
第二節(jié)水泵選型的基本原則118
一、泵站調(diào)度運(yùn)行原則的確認(rèn)118
二、水泵選型要點(diǎn)119
三、泵站進(jìn)、出水池水位參數(shù)組合與分析要點(diǎn)119
四、泵組技術(shù)先進(jìn)與運(yùn)行可靠的兼顧原則120
第三節(jié)大中型低揚(yáng)程泵站泵型選擇特點(diǎn)122
一、裝機(jī)臺(tái)數(shù)比選要點(diǎn)122
二、泵型及布置型式的適應(yīng)性123
三、泵型及其輔助設(shè)備的比選應(yīng)用125
第四節(jié)大中型水泵選型的基本要點(diǎn)126
一、水力模型分析比較要點(diǎn)126
二、關(guān)鍵參數(shù)的選擇要點(diǎn)127
三、水泵選型過(guò)程中應(yīng)用的主要公式128
四、模型試驗(yàn)分析128
第五節(jié)泵站工程招標(biāo)對(duì)機(jī)電設(shè)備的要求129
一、進(jìn)度周期的安排129
二、招標(biāo)條件129
三、供貨范圍及招標(biāo)的一般要求129
第六章進(jìn)出水流道130
第一節(jié)泵裝置的類型和特點(diǎn)130
一、泵裝置的類型130
二、不同泵裝置的比較130
第二節(jié)典型進(jìn)、出水流道的泵裝置133
第三節(jié)進(jìn)水池設(shè)計(jì)136
一、進(jìn)水池流態(tài)對(duì)水泵工作的影響137
二、進(jìn)水池形狀和尺寸確定137
第四節(jié)進(jìn)水流道設(shè)計(jì)143
一、進(jìn)水流道的設(shè)計(jì)要求144
二、肘型進(jìn)水流道145
三、鐘型進(jìn)水流道148
四、簸箕型進(jìn)水流道149
五、斜式進(jìn)水流道151
第五節(jié)出水流道152
一、虹吸式出水流道152
二、直管式出水流道157
三、低駝峰式出水流道159
四、其他型式出水流道161
第六節(jié)貫流泵進(jìn)出水流道163
一、豎井貫流泵進(jìn)出水流道163
二、燈泡貫流泵進(jìn)出水流道163
第七節(jié)泵裝置的選擇比較164
第七章低揚(yáng)程泵的選型方法166
第一節(jié)南水北調(diào)工程水泵選型回顧166
一、泵的類型和裝置型式較齊全166
二、結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)方式166
三、葉片表面數(shù)控加工168
四、要求高、管理嚴(yán)169
五、最高效率、加權(quán)平均效率和優(yōu)良的汽蝕性能綜合考慮169
六、nD值的選用有一個(gè)從高到低的過(guò)程169
七、模型泵裝置平均效率約為779
八、每個(gè)泵站都要求有模型使用授權(quán)書并要求做模型裝置試驗(yàn)169
九、泵裝置揚(yáng)程的確定偏高168
第二節(jié)各種型式泵裝置適應(yīng)揚(yáng)程和效率的分析比較170
一、效率比較170
二、對(duì)泵效率有明顯影響的結(jié)構(gòu)三要素170
三、型式選擇170
四、軸流泵特性曲線分析171
五、泵選型原則172
第三節(jié)低揚(yáng)程泵站選型新方法——選型系數(shù)法172
一、概述172
二、選型系數(shù)的確定173
三、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速175
四、低揚(yáng)程泵模型裝置效率、飛逸轉(zhuǎn)速和淹沒深度實(shí)用曲線176
第四節(jié)低揚(yáng)程泵選型軟件176
一、軟件界面177
二、軟件功能(可以選擇性使用)178
三、選型示例178
第五節(jié)泵模型裝置試驗(yàn)性能參數(shù)選編184
第六節(jié)泵模型裝置試驗(yàn)綜合特性曲線選編190
第八章各種低揚(yáng)程泵典型結(jié)構(gòu)204
第一節(jié)各種類型泵典型結(jié)構(gòu)204
一、立式軸流泵、混流泵204
二、豎井貫流泵208
三、潛水貫流泵209
四、臥式和斜式軸流泵209
第二節(jié)立式軸流泵和導(dǎo)葉式混流泵結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)簡(jiǎn)介211
一、概況211
二、研制情況211
三、典型泵型212
四、輔助產(chǎn)品214
五、主要零部件214
第三節(jié)豎井貫流泵結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)簡(jiǎn)介217
一、豎井貫流泵機(jī)組總體方案217
二、運(yùn)行工況的調(diào)節(jié)219
三、調(diào)節(jié)方式220
四、水泵結(jié)構(gòu)222
第四節(jié)潛水貫流泵結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)簡(jiǎn)介230
一、概況230
二、研制情況231
三、典型結(jié)構(gòu)231
第五節(jié)全貫流泵結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)簡(jiǎn)介235
一、概況235
二、技術(shù)特點(diǎn)235
三、典型結(jié)構(gòu)236
第六節(jié)水泵調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)238
一、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用與選用238
二、現(xiàn)有調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和問(wèn)題240
三、機(jī)械式調(diào)節(jié)存在的問(wèn)題及分析245
四、新型內(nèi)置式同步液壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)和工作原理251
五、內(nèi)置式同步液壓調(diào)節(jié)器的特點(diǎn)253
六、主要技術(shù)特點(diǎn)及產(chǎn)品主要結(jié)構(gòu)255
七、主要技術(shù)參數(shù)256
八、MT08G系列產(chǎn)品主要執(zhí)行元件性能及使用壽命256
九、葉片角度調(diào)節(jié)器使用維修及性能對(duì)比257
第九章強(qiáng)度計(jì)算258
第一節(jié)葉片強(qiáng)度計(jì)算258
一、水泵軸向推力計(jì)算258
二、水泵反向推力計(jì)算259
三、葉片強(qiáng)度校核259
第二節(jié)水泵軸系計(jì)算261
一、強(qiáng)度計(jì)算261
二、軸系撓度計(jì)算263
三、扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算264
四、臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算264
第三節(jié)軸系有限元分析265
一、幾何模型簡(jiǎn)化265
二、網(wǎng)格劃分及載荷265
三、計(jì)算結(jié)果266
第十章大中型低揚(yáng)程水泵技術(shù)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)能力267
附錄277
附錄A水的物理性質(zhì)277
附錄B海拔高度和大氣壓力及水的汽化溫度之間的關(guān)系278
附錄C全國(guó)主要城市的海拔高度和大氣壓力的關(guān)系279
附錄D有關(guān)術(shù)語(yǔ)和參數(shù)的定義、符號(hào)和計(jì)量單位280
參考文獻(xiàn)282