离心泵非定常流动激励转子动力学/制造业高端技术系列

本书以对我国经济建设和国家安全有重要现实意义的流程离心泵和航 天发动机离心泵为具体工程背景，从基础理论、 数值计算和应用实例等方面，构建基于全流量、 全流场非定常流场信息的流体激励力及考虑流体激 励力的转子动力特性分析方法，得到了非定常流体激励力作用下的转子系 统动力特性，并以高速离心泵和多级离心泵为例进行计算分析。 本书研究 成果可为高性能离心泵设计开发和可靠运行提供技术支撑。 本书可作为流体机械和叶轮机械教学和科研人员的参考书，也可为离 心泵产品设计和实际应用的科研人员提供借鉴和参考。

前言 本书字符含义 第 １ 章 概述 ……………………………………………………………………… １ 1􀆰 1 转动机械转子动力学的发展现状………………………………………… 1 1􀆰 2 离心泵间隙密封流体激励力计算研究现状……………………………… 6 1􀆰 3 离心泵主流场流体激励力研究现状 …………………………………… 14 第 ２ 章 非定常间隙激励力及其等效动力学特性 ………………………… １８ 2􀆰 1 环形密封间隙激励力及其等效动力学特性 …………………………… 18 2􀆰 2 光滑环形密封间隙激励力及其等效动力学特性 ……………………… 20 2􀆰 2􀆰 1 小长径比环形密封间隙激励力及其等效动力学特性 ……………………… 20 2􀆰 2􀆰 2 大长径比环形密封间隙激励力及其等效动力学特性 ……………………… 24 2􀆰 3 螺旋槽动环迷宫密封间隙激励力及其等效动力学特性 ……………… 28 2􀆰 3􀆰 1 螺旋槽流域的稳态求解 ………………………………………………… 29 2􀆰 3􀆰 2 基于摄动法的动力学特性求解 …………………………………………… 32 2􀆰 3􀆰 3 工况参数对螺旋槽转子迷宫密封动力学特性的影响 ……………………… 44 2􀆰 3􀆰 4 Moody 模型与 Blasius 模型计算对比 …………………………………… 51 2􀆰 3􀆰 5 几何参数对螺旋槽转子迷宫密封动力学特性的影响 ……………………… 53 2􀆰 4 人字形槽动环迷宫密封间隙激励力及其等效动力学特性 …………… 58 2􀆰 4􀆰 1 基于整体流动理论的稳态求解 …………………………………………… 59 2􀆰 4􀆰 2 基于摄动法的动力学特性求解 …………………………………………… 62 2􀆰 4􀆰 3 人字形槽迷宫密封、 螺旋槽迷宫密封及光滑环形密封的对比 …………… 64 2􀆰 4􀆰 4 几何参数对人字形槽迷宫密封动力学特性的影响 ………………………… 68 2􀆰 4􀆰 5 基于 Moody 摩擦模型的人字形槽动环迷宫密封动力学特性 ……………… 81 2􀆰 5 人字形槽静环迷宫密封间隙激励力及其等效动力学特性 …………… 86 2􀆰 5􀆰 1 基于整体流动理论的稳态求解 …………………………………………… 87 2􀆰 5􀆰 2 操作工况对人字形槽静环迷宫密封动力学性能的影响 …………………… 92 2􀆰 5􀆰 3 几何结构对人字形槽静环迷宫密封动力学性能的影响 …………………… 96 第 ３ 章 非定常流体激励与转子系统运动模型构建 ……………………… １０６ 3􀆰 1 计算流体力学基本理论………………………………………………… 106 3􀆰 1􀆰 1 控制方程 ……………………………………………………………… 106 3􀆰 1􀆰 2 三维湍流模型 ………………………………………………………… 107 3􀆰 1􀆰 3 壁面函数 ……………………………………………………………… 108 3􀆰 1􀆰 4 离散方法 ……………………………………………………………… 109 3􀆰 2 离心泵非定常流体激励力特性………………………………………… 110 3􀆰 2􀆰 1 悬臂式样泵 1 非定常流体激励力特性 …………………………………… 112 3􀆰 2􀆰 2 悬臂式样泵 2 非定常流体激励力特性 …………………………………… 119 3􀆰 2􀆰 3 悬臂式高速样泵 3 非定常流体激励力特性 ……………………………… 122 3􀆰 2􀆰 4 两端支承式样泵 4 非定常流体激励力特性 ……………………………… 126 3􀆰 2􀆰 5 两端支承式样泵 5 非定常流体激励力特性 ……………………………… 140 3􀆰 3 离心泵转子系统动力学分析…………………………………………… 154 3􀆰 3􀆰 1 转子系统的设计与校核 ………………………………………………… 154 3􀆰 3􀆰 2 不同坐标系运动的描述与转换 ………………………………………… 157 3􀆰 3􀆰 3 转子系统运动方程的建立 ……………………………………………… 158 3􀆰 3􀆰 4 转子系统动力学特性求解 ……………………………………………… 164 3􀆰 3􀆰 5 外部激励载荷下转子系统的振动响应 …………………………………… 165 第 ４ 章 离心泵机组的结构动力与转子动力分析实例 …………………… １６７ 4􀆰 1 悬臂式离心泵流体激励下的转子动力学特性………………………… 167 4􀆰 1􀆰 1 OH 1 型离心泵流体激励下的转子动力学特性…………………………… 167 4􀆰 1􀆰 2 OH 2 型离心泵非定常流体激励下的结构及转子动力特性 ……………… 170 4􀆰 2 悬臂式高速离心泵非定常流体激励下转子系统动力学特性………… 195 4􀆰 3 两端支承式多级离心泵非定常流体激励下的转子动力特性分析…… 202 4􀆰 3􀆰 1 BB3 型 4 级离心泵非定常流体激励下的转子动力特性分析 ……………… 202 4􀆰 3􀆰 2 BB5 型 5 级离心泵非定常流体激励下的转子动力特性分析 ……………… 214 4􀆰 3􀆰 3 BB5 型 10 级离心泵非定常流体激励下的转子动力特性分析……………… 220 4􀆰 3􀆰 4 BB5 型 11 级离心泵非定常流体激励下的转子动力特性分析……………… 226 参考文献 ………………………………………………………………………… ２３０