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上篇 不可压缩介质流体动力系统分析理论基础1

第1章 流体机械及流体动力系统概说1

1.1流体及流体系统1

1.2流体机械简述4

1.3流体动力系统概述5

1.4流体动力系统能量学及其阐述方法9

第2章 液体系统运动学和动力学12

2.1流场、流线、流速、流量12

2.2绝对流动和相对流动，有压流动与无压流动13

2.3液体系统的动力学分析（一）16

2.3.1表面力和质量力16

2.3.2速度量的微观表征17

2.3.3理想液体定常流动的运动微分方程式18

2.3.4伯努利方程及其物理意义19

2.3.5伯努利方程的工程应用化拓展20

2.4液体系统的动力学分析（二）24

2.4.1定常流动总流的动量矩方程24

2.4.2定常流动总流的动量矩方程25

2.5运动液体的流态及机械能头损失26

附表2-1给水铸铁管水力计算表30

附表2-2钢管水力计算表31

附表2-3给水塑料管水力计算表35

附表2-4钢板圆形风管计算表36

附表2-5钢板矩形风管计算表42

第3章 流体系统能量关系的工程热力学阐述54

3.1热力学讨论中若干常用术语的概念含义54

3.2热力学第一定律及其在各种典型热能—流体动力单元中的具体形式58

3.2.1热力学第一定律的表述及其物理本质58

3.2.2稳定流动系统中热力学第一定律的解析表示58

3.2.3轴功量wsh的计算59

3.2.4热力学第一定律对各种热能—流体动力装置的具体表示形式59

3.2.5关于热力学第一定律的讨论62

3.3热力学第二定律及其重要工程意义63

3.3.1热力学第二定律的表述及其本质含义63

3.3.2热力循环和热能利用的有效性64

3.3.3关于“？”和“？效率”的概念以及能量的“可用性”问题66

3.3.4经济？效率及其广义使用67

3.3.5热力学第二定律的重要工程意义67

3.4液体系统中的能量质量（品质）问题——热力学第二定律在液体系统中的拓展68

3.5能量质量观及可用性概念在水力机械系统工程中的意义及若干体现71

3.5.1关于液体系统中某些能量学现象的重新审视71

3.5.2关于水力机械中若干问题的分析71

3.5.3其他方面的指导意义73

下篇 泵与风机系统能耗经济性的评估计算及设计优化的工程定量方法75

第4章 泵与风机工作理论简述75

4.1叶片泵的结构和性能参数75

4.2叶片泵的基本方程式和特性曲线82

4.2.1叶片泵理论扬程的表达式82

4.2.2理论扬程的能量学意义诠释83

4.2.3 泵的实际扬程和特性曲线85

4.2.4关于轴流泵87

4.3叶片泵的抗汽蚀特性——汽蚀余量87

4.3.1汽蚀现象87

4.3.2“装置汽蚀余量”NPSHequ和“泵的汽蚀余量”NPSHp88

4.3.3泵工作中出现汽蚀的条件90

4.3.4泵的吸入真空高度Hs90

4.3.5泵的安装高度Zpu的确定91

4.3.6泵系统的抗汽蚀对策91

4.4叶片泵的相似理论92

4.4.1离心泵的相似工况92

4.4.2离心泵在相似工况工作的参数关系93

4.5离心泵的叶轮切割和泵的系列型谱98

4.6泵的运行工况调节和泵液系统的若干基本组成方式100

4.6.1泵的工况调节100

4.6.2泵液系统工作的稳定性问题101

4.6.3泵的串、并联运行102

4.6.4系统中管路特性的叠加分析103

4.6.5参数自动控制的叶片泵系统104

4.7风机及其工作系统104

4.7.1通风机的能头参数——升压104

4.7.2通风机的标准进口状态105

4.7.3通风机的结构特点105

4.7.4通风机的升压方程107

4.7.5通风机的性能参数108

4.7.6通风机的特性109

4.7.7相似理论应用的计算关系式111

4.7.8通风机在管网中的工作及调节112

4.7.9通风机运行中的喘振及噪声问题113

附表4-1 IS单吸单级离心泵性能参数113

附表4-2 IB单吸单级离心泵性能参数114

附表4-3双吸泵的性能参数115

第5章 泵机系统能耗经济性的评价指标和计算方法117

5.1若干传统观点的质疑和泵的KE特性117

5.2泵液系统的“用场”特点及其能量学的工程诠析121

5.2.1流量型用场122

5.2.2功率型用场122

5.2.3泵液系统能量学的工程诠析123

5.3泵的输液工作经济性分析和“管路换能耗”原理124

5.3.1 KE曲线的能量学和经济性含义解读124

5.3.2关于若干问题的新认识128

5.3.3泵机系统变转速调节方案节能原理的KE阐述130

5.4与KE参数使用相关的其他若干问题133

5.4.1不同类型泵的能耗水平差异133

5.4.2半流量相对能耗系数KE（qv=0.5），半压降相对能耗系数KE（H=0.5）和半压降相对流量qv（H=0.5）134

5.4.3关于叶轮切割时的KE特性134

5.5实例讨论134

5.5.1系统简况135

5.5.2系统实际工作性能的测试138

5.5.3若干相关问题分析141

5.5.4关于系统工作的经济性评估和讨论143

5.6轴流泵的KE特性146

5.7风机的KE特性147

第6章 流量型用场泵与风机系统的设计问题149

6.1泵与风机系统设计的现状149

6.2泵液系统设计的优化问题150

6.2.1优化设计的任务150

6.2.2目标函数的数学模型及系统的优化设计150

6.2.3关于管路设计问题153

6.2.4关于泵机装置构建形式的优化153

6.2.5泵液系统设计的新思路——高效管路154

6.3变工况运行系统的平均能耗系数155

6.3.1等概率运行平均能耗系数KE，av（或KE，av）156

6.3.2时间加权平均能耗系数KE，av，w159

6.3.3 KE，av和KE，av，w的不同应用特点161

6.3.4变转速调节工况时的KE，av和KE，av，w计算161

6.4系列泵机产品的总体KE变化态势161

6.5流量型泵液系统设计的若干具体问题164

6.5.1一般情况164

6.5.2系统的初步设计165

6.5.3 qv，ep和hcp（Hcp）均为确定值时的系统设计166

6.5.4 h0≈0的泵液系统设计166

6.6流量型泵液系统变工况工作系统设计问题167

6.6.1变流量工作的不同特点167

6.6.2液力偶合器调速运行的泵液系统168

6.6.3泵液系统的泵管阀三要素调控运行及系统设计173

6.6.4不同运行方案的比较175

6.6.5变流量工作泵液系统的设计问题176

6.7关于风机系统的设计178

第7章 功率型泵液系统简析182

7.1泵液系统功率型用场及其工程用例分析182

7.2功率型用场条件下系统出口动能功率的分析185

7.2.1功率型用场泵液系统的管路特性hp185

7.2.2不同动力源条件下的射流特点186

7.2.3泵液系统中的自由能头和自由功率186

7.2.4管路效率ηpipe187

7.2.5功率型泵液系统的能量学性能指标187

参考文献189