新型井用潜水泵设计方法与试验研究(精)

本书共分为8章：第1章为绪论，系统地总结了井用潜水泵的研究背景和研究现状，介绍了新型井用潜水泵的研究思路；第2章阐述了井用潜水泵的数值模拟和泵性能试验方法；第3章介绍了斜切式叶轮的设计，分析了叶轮进口边位置和平移叶轮前盖板对泵性能的影响；第4章分析了斜切式叶轮出口流场的分布规律，介绍了三维曲面反导叶的水力设计；第5章基于PIV测量和数值模拟对新型井用潜水泵的导叶内部流场进行了研究，并分析了级间的动静干涉和压力脉动；第6章介绍了斜切式离心叶轮的轴向力计算方法，研究了口环间隙大小和叶轮后盖板直径对泵性能和轴向力的影响；第7章介绍了新型井用潜水泵设计方法在不锈钢冲压焊接井泵中的应用，并对其进行了优化设计研究；第8章介绍了新型井用潜水泵的设计实例和系列型谱。

前言 第1章绪论1 11概述1 12井用潜水泵的研究现状2 13新型井用潜水泵的研究进展4 14本书的主要研究内容7 参考文献8 第2章井用潜水泵的数值模拟与性能试验12 21概述12 22数值模拟基本理论13 221流体力学基本方程13 222数值模拟方法分类14 223常用的湍流模型16 224数值解法18 225近壁区流动19 226计算网格21 23井用潜水泵数值模拟方法21 231计算域的确定21 232网格无关性分析23 233湍流模型适用性24 234边界条件25 24井用潜水泵性能试验方法与装置26 241试验装置26 242试验不确定度分析27 25小结29 参考文献30 第3章新型井用潜水泵斜切式叶轮的设计32 31概述32 32叶轮进口边位置对泵性能的影响35 321研究方案35 322流场分析36 323泵性能分析39 324泵性能试验40 33平移前盖板对泵性能的影响40 331研究方案41 332泵性能分析42 333流场分析44 334泵性能试验45 34基于正交试验的叶轮优化设计47 341正交试验的概念与意义47 342新型井用潜水泵叶轮的正交试验设计48 343正交试验的直接分析50 344性能指标与因素关系趋势图52 345最优方案的选择54 35叶轮的二次回归正交试验55 351二次回归正交试验的基本原理55 352二次回归正交设计基本步骤56 353二次回归正交试验设计58 354二次回归正交试验的方差与响应面分析61 36小结63 参考文献64 第4章三维曲面反导叶的设计和水力性能66 41概述66 42斜切式叶轮的出口流场分布67 421速度矩保持性定理的推导67 422斜切式叶轮出口速度矩的推导与验证69 43导叶的水力设计70 431三维曲面反导叶的设计70 432圆柱形反导叶的设计72 44三维曲面反导叶的水力性能研究72 441泵性能分析72 442导叶效率74 443流场分析76 45小结78 参考文献79 第5章三维曲面反导叶内部流场的PIV测量80 51概述80 511泵内部流场PIV测量的国内外研究现状80 512PIV测量的基本原理82 52PIV系统的基本构成与试验台设计83 521成像系统83 522图像处理系统84 523示踪粒子发生系统85 524PIV测量遵循的准则85 525PIV系统与设备85 526PIV试验台的设计86 53试验结果与分析88 531泵性能试验结果88 532速度场的相平均90 533速度场分析90 54三维非定常数值模拟94 541非定常数值模拟方法94 542数值模拟离散不确定度分析96 55湍流模型的影响100 551低雷诺数修正与DES分离涡模拟100 552不同湍流模型的数值模拟结果对比101 553低雷诺数修正的SST k-ω模型在小流量工况下的应用105 56井用潜水泵级间动静干涉与压力脉动分析109 561计算模型与方法110 562压力脉动分析112 563频域分析114 564静压分布115 57小结117 参考文献118 第6章新型井用潜水泵轴向力计算与平衡方法122 61概述122 611轴向力产生的原因122 612轴向力的试验测量方法123 613轴向力预测方法124 614常用的轴向力平衡措施126 615国内轴向力平衡装置研究现状128 62斜切式离心叶轮的轴向力计算128 621轴向力的计算公式128 622轴向力的预测与分析131 63口环间隙大小的影响138 631口环间隙对轴向力及泵性能的影响139 632轴向力的计算公式139 633数值模拟141 64斜切式叶轮后盖板直径的影响145 641后盖板半径方案的确定145 642泵性能试验与分析147 643数值模拟结果分析149 65小结154 参考文献154 第7章不锈钢冲压焊接井用潜水泵的优化设计156 71概述156 72不锈钢冲压焊接井用潜水泵的水力设计157 721总体设计参数157 722叶轮与导叶的水力设计157 73叶轮的正交试验与优化设计162 731正交试验设计162 732正交试验结果164 74二次回归正交试验166 741因素水平编码167 742正交组合设计167 743数值回归分析168 744泵效率的二次回归约束方程169 745回归约束方程的显著性检验169 746最优方案的确定170 747各几何因素对效率的影响170 748最优方案的模型试验分析171 75叶片厚度对泵性能的影响171 751模型的建立172 752外特性分析172 753内流场分析175 76叶片厚度对泵体结构的影响178 761模型的建立179 762叶轮载荷对应力及变形的影响180 77小结184 参考文献184 第8章新型井用潜水泵的设计实例及型谱186 81新型井用潜水泵设计实例186 811设计参数186 812叶轮的设计计算186 813绘制叶轮水力模型189 814导叶的设计计算190 815绘制导叶水力模型191 82工程应用与系列型谱191