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轴流泵复杂湍流空化机理


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轴流泵复杂湍流空化机理
  • 书号：9787030838353
    作者：张德胜
  • 外文书名：
  • 装帧：平脊精装
    开本：16
  • 页数：280
    字数：433000
    语种：zh-Hans
  • 出版社：科学出版社
    出版时间：2025-11-01
  • 所属分类：
  • 定价： ￥288.00元
    售价： ￥216.00元
  • 图书介质:
    纸质书

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轴流泵是一种大流量、低扬程泵型，广泛应用于大中型调水工程、核电、船舶推进、工业水循环、农田排灌等国民经济重要领域。轴流泵运行时经常出现空化现象，导致水力性能显著下降，情况严重时会产生剧烈的振动和噪声，严重威胁机组的安全稳定运行，掌握轴流泵空化机理是工程实践中迫切需要解决的关键科学问题。为此，本书针对轴流泵空化问题，总结作者团队十多年的基础研究成果，全面系统介绍空化概念及基本特性、轴流泵空化流理论基础、轴流泵空化数值模拟技术、轴流泵复杂湍流空化类型、轴流泵叶顶区多类型空化相互作用机制、轴流泵内复杂空化诱导压力脉动及调控等前沿技术。
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    第1章 空化概述 1
    1.1 空化定义 2
    1.1.1 空化基本概念 3
    1.1.2 空化特性 12
    1.2 空化基本类型 14
    1.2.1 游移空化 15
    1.2.2 涡空化 15
    1.2.3 附着空化 18
    1.2.4 剪切层空化 20
    1.3 空化对泵的影响 23
    参考文献 27
    第2章 轴流泵空化流理论基础 31
    2.1 气泡动力学基本理论 32
    2.1.1 气泡动力学方程的假设和基本条件 32
    2.1.2 瑞利-普勒赛特方程介绍 33
    2.1.3 基于R-P方程的空化模型 34
    2.2 附着空化演化机制 36
    2.2.1 附着空化失稳机制——回射流 36
    2.2.2 回射流机制的补充研究 38
    2.2.3 附着空化失稳机制——凝结激波 39
    2.2.4 附着空化失稳机制——溃灭压力波 42
    2.3 空化湍流相互作用 43
    2.3.1 空化流场速度梯度与湍流脉动 43
    2.3.2 空化两相混合物与湍流脉动 44
    2.3.3 空化相变对剪切应力的影响 47
    2.3.4 空化对湍流模型的影响 48
    2.3.5 空化对涡动力特性的影响 51
    2.4 空蚀及其预测 53
    2.4.1 空蚀机理 53
    2.4.2 空蚀载荷特征 56
    2.4.3 材料损坏 56
    2.4.4 空蚀数值预测方法 58
    2.4.5 抗空蚀材料 63
    2.5 泵空化相似理论 66
    2.5.1 流动相似理论 66
    2.5.2 泵空化相似换算 69
    2.5.3 空化相似换算偏差分析 70
    参考文献 71
    第3章 轴流泵空化数值模拟技术 77
    3.1 水力空化建模方法 78
    3.1.1 控制方程 78
    3.1.2 欧拉-欧拉方法 79
    3.1.3 欧拉-拉格朗日方法 84
    3.1.4 界面捕捉方法 87
    3.2 空化湍流建模方法 90
    3.3 轴流泵空化数值模拟案例 99
    参考文献 104
    第4章 轴流泵复杂湍流空化类型 109
    4.1 叶片表面空化 110
    4.1.1 叶片表面空化初生 111
    4.1.2 基于自由流线理论的叶片表面空化分析 113
    4.1.3 轴流泵内叶片表面空化特性 115
    4.2 间隙空化 119
    4.2.1 间隙空化主要类型 119
    4.2.2 角涡流动机制 121
    4.2.3 射流剪切层流动机制 130
    4.3 TLV空化 133
    4.3.1 TLV理论模型及预测 133
    4.3.2 轴流泵TLV空化特性 144
    4.4 其他空化形式 152
    4.4.1 回流空化 152
    4.4.2 旋转空化 155
    参考文献 156
    第5章 轴流泵叶顶区多类型空化相互作用机制 159
    5.1 叶片表面空化 160
    5.1.1 轴流泵叶顶空化特性 160
    5.1.2 考虑不同间隙的轴流泵叶顶空化演化机理 165
    5.1.3 叶顶泄漏流不稳定性机理 176
    5.1.4 S-TLV 189
    5.2 轴流泵尾缘PCV初生与发展 199
    5.2.1 轴流泵尾缘PCV的涡流结构和演化过程 199
    5.2.2 PCV的形成机理 201
    5.2.3 PCV的演化机制 203
    5.2.4 PCV干涉相邻流道 206
    5.3 复杂湍流与叶顶区空化的相互作用机理 212
    5.3.1 空化影响下的叶顶泄漏流动 212
    5.3.2 轴流泵尾缘PCV的涡动力学分析 217
    参考文献 231
    第6章 轴流泵内复杂空化诱导压力脉动及调控 233
    6.1 宏观水动力性能不稳定性 234
    6.2 叶顶多尺度空化诱导压力脉动机理 236
    6.2.1 轴流泵叶顶空化特性 236
    6.2.2 不同流量工况下的压力脉动 244
    6.2.3 不同空化数下叶顶空化演化诱导的压力波动特征 246
    6.2.4 轴流泵叶轮内压力脉动强度分析 248
    6.2.5 轴流泵叶顶区压力脉动信号特征分析与空化状态识别 252
    6.3 提高轴流泵空化性能的措施与方法 259
    6.3.1 降低nD 259
    6.3.2 合适的轮毂比 261
    6.3.3 合适的叶栅稠密度 261
    6.3.4 合适的叶片数Z 263
    6.3.5 翼型的选择与空泡校核 263
    6.3.6 叶片环量调控 266
    6.4 轴流泵空化抑制方法 269
    6.4.1 不同叶顶形状 269
    6.4.2 水射流结构 273
    参考文献 279
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