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水力机械中涡流引起的压力脉动分析及控制
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作者：赖喜德
出版社：科学出版社出版时间：2024-03-01
开本： 其他 页数： 244
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水力机械中涡流引起的压力脉动分析及控制 版权信息

水力机械中涡流引起的压力脉动分析及控制 内容简介

本书根据作者在相关领域的研究成果和参考近年来国内外部分资料撰写而成，系统地介绍了叶片式水力机械中典型涡流的特征、产生和发展机理、流动模型，涡识别方法，数值模拟预测与验证方法，模型试验中的流态观测、压力脉动测试，以及典型涡流及引起的压力脉动的控制方法和技术，并根据各章节内容，给出了大量的工程应用实例分析。

水力机械中涡流引起的压力脉动分析及控制 目录

目录第1章 绪论11.1 水力机械及内部流动特点11.2 叶片式水力机械中的典型涡流及引起的压力脉动51.2.1 水轮机尾水管中的涡带61.2.2 水轮机转轮中的叶道涡91.2.3 卡门涡街101.2.4 半开式叶轮的叶顶间隙泄漏涡131.2.5 叶片式水泵吸入流道中的涡流151.3 水力机械中的压力脉动成因及分类171.3.1 水力机械中的压力脉动成因171.3.2 水力机械中的压力脉动分类171.3.3 不同运行工况下叶片式水力机械中的压力脉动特征181.4 涡流引起的压力脉动特点与危害201.5 涡流与压力脉动的研究方法及其发展趋势221.5.1 理论分析221.5.2 试验研究231.5.3 数值模拟24参考文献25第2章 水力机械的流体动力学和涡量场基础292.1 流体运动的空间描述292.1.1 描述流体流动的物理量292.1.2 基于张量表达流动的定理312.2 流体运动学342.2.1 拉格朗日描述和欧拉描述及黏附条件342.2.2 流体运动的变形与涡量372.2.3 流体在边界上的变形与涡量402.3 连续介质流体动力学412.3.1 连续性方程422.3.2 动量定理、应力张量和柯西运动方程432.3.3 角动量方程442.3.4 能量转化方程442.4 本构关系与牛顿流体流动的基本方程462.4.1 柯西-泊松本构方程462.4.2 纳雅-斯托克斯方程及其斯托克斯-亥姆霍兹分解482.5 水力机械中的流动计算分析模型51参考文献53第3章 水力机械中的涡动力学基础553.1 涡量运动学基础553.1.1 涡量场的空间特性563.1.2 涡量场的时间特性613.1.3 环量守恒流673.2 涡量动力学基础703.2.1 涡量动力学方程713.2.2 涡量产生及扩散的动力学机制733.3 基本漩涡流动773.3.1 二维漩涡773.3.2 有轴向流动的轴对称漩涡803.4 涡量场与运动物体的相互作用833.4.1 固壁产生涡量的过程与边界耦合833.4.2 近壁涡量进入流体域的机制843.4.3 固壁边界拟涡能流863.4.4 涡量场对运动物体的反作用873.4.5 表达方程的定解边界条件873.5 涡识别方法883.5.1 螺旋度883.5.2 Q准则893.5.3 λ2准则893.5.4 准则903.5.5 准则903.5.6 其他的涡识别方法90参考文献90第4章 水力机械中的涡流观测及压力脉动测试924.1 水力机械通用试验台及模型试验924.2 水力机械内特性测试技术及涡流观测技术954.2.1 内流场测试技术954.2.2 内部流态观测技术964.3 水力机械中的涡流观测994.3.1 混流式水轮机尾水管涡带994.3.2 水轮机转轮中的叶道涡观测1014.3.3 水泵水轮机无叶区涡流流场测量1034.3.4 模型试验中转轮叶片出水边的卡门涡观测1044.3.5 泵站进水池的漩涡观测1054.4 水力机械中的压力脉动测试1084.4.1 压力脉动测试系统1084.4.2 水力机械压力脉动测试方法1084.4.3 压力脉动评价方法与算法1104.4.4 水力机械中压力脉动测试结果表示方法111参考文献114第5章 水轮机中的涡流及压力脉动数值模拟与验证1155.1 反击式水轮机中的典型涡流及特征1155.2 尾水管中的涡流及压力脉动数值模拟1165.2.1 基于螺旋涡理论的尾水管涡带近似解析计算模型及验证1165.2.2 基于三维流动数值计算的尾水管涡带模拟1245.3 叶道涡及压力脉动的数值模拟1375.3.1 叶道涡的形成原因、特征与运行工况的关系1375.3.2 基于三维流动数值计算的叶道涡模拟1385.3.3 叶道涡引起的压力脉动预测及分析1415.4 水轮机中的卡门涡及引起的压力脉动数值模拟1445.4.1 受卡门涡影响的水轮机过流部件及引起的压力脉动特点1445.4.2 水轮机中卡门涡流动数值模拟145参考文献147第6章 叶片泵中的涡流及压力脉动数值模拟与验证1496.1 叶片泵的流道特点及流道中的涡流1496.2 混流式核主泵中的涡流及压力脉动数值模拟1506.2.1 混流式核主泵运行要求及三维流动数值模拟方法1506.2.2 混流式核主泵惰转过渡过程中的涡流模拟1536.2.3 混流式核主泵中压力脉动数值模拟1586.3 半开式叶轮叶片泵的叶顶间隙泄漏涡数值模拟1606.3.1 螺旋轴流式多相混输泵及流动特点1616.3.2 螺旋轴流式混输泵及多相流场的数值模拟方法1616.3.3 叶顶间隙泄漏涡的特征及可视化数值模拟1636.3.4 叶顶间隙泄漏涡引起的压力脉动分析1646.4 高速泵诱导轮中的空化涡流数值模拟1686.4.1 高速离心泵的诱导轮设计方案1686.4.2 高速离心泵中空化流场数值模拟分析1696.4.3 诱导轮中空化涡流的可视化数值模拟分析171参考文献172第7章 水轮机中涡流引起的压力脉动控制1747.1 水轮机尾水管涡流引起的压力脉动控制1747.1.1 抑制水轮机尾水管中涡带的主要途径1747.1.2 采用补气和射流抑制尾水管涡带和降低压力脉动1757.1.3 采用几何参数不同的泄水锥抑制尾水管涡带和降低压力脉动1807.1.4 采用筋板和导流板改善涡流结构和降低压力脉动1887.1.5 通过变转速运行方式抑制尾水管涡带和降低压力脉动1897.2 叶道涡引起的压力脉动控制1937.2.1 合理设计转轮叶片1937.2.2 通过转轮上游侧补气降低叶道涡的影响1987.3 卡门涡引起的压力脉动控制1987.3.1 水力机械中受卡门涡影响的绕流部件1987.3.2 避免卡门涡引起绕流部件共振的控制方法1997.3.3 避免卡门涡引起绕流部件共振的设计原则202参考文献204第8章 叶片泵中涡流引起的压力脉动控制2088.1 叶片泵中抑制涡流及降低压力脉动的策略和方法2088.2 半开式叶轮泄漏涡及引起的压力脉动控制2118.2.1 叶顶间隙泄漏涡的控制方法2118.2.2 采用“T”形叶片和周向槽抑制叶顶间隙泄漏涡2118.2.3 基于成组沟槽的叶顶间隙泄漏涡空化抑制方法2268.3 离心泵叶轮叶道涡及引起的压力脉动控制2298.3.1 低比转速离心泵叶轮中叶道涡的抑制方法2298.3.2 通过缝隙引流抑制叶轮叶道涡和降低压力脉动2298.4 离心泵叶轮尾迹涡及蜗壳压力脉动抑制2338.4.1 叶轮尾迹涡引起的蜗壳压力脉动抑制途径2338.4.2 增设偏置叶片抑制叶轮尾迹涡和蜗壳压力脉动234参考文献242
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水力机械中涡流引起的压力脉动分析及控制 作者简介

赖喜德，1962年9月出生，先后获华中理工大学流体机械及工程工学硕士学位及华中科技大学机械工程工学博士学位。四川省学术和技术带头人、享受国务院政府特殊津贴专家、国家二级教授。现任西华大学教授，动力工程及工程热物理、水利工程硕士生导师；西华大学学术委员会委员、流体及动力机械教育部重点实验室学术委员会委员、《西华大学学报》编委；四川省自动化学会理事、自动化与计算机辅助技术专委会副主任，四川水力发电工程学会水力机械专委会副主任；中国农业机械学会排灌机械分会委员，中国机械工业标准化技术协会排灌专业委员会委员；国家自然科学基金评审专家，国内外多个期刊论文审稿人。 自1982年大学本科毕业以来，先后在东方电气集团东方电机有限公司及西华大学等单位从事科研和教学工作。曾先后八次到德国、美国、加拿大、瑞士、韩国、巴西、澳大利亚等国家进行短期的技术合作并在日本山口大学和美国加州大学圣地哥分校研修。负责或主研完成了多项国家“八五”和“九五”重大科技攻关项目及国家自然科学基金重大项目。负责完成省部级以上科研项目10余项、大型企业委托科研项目40余项，并有10余项通过国家及省部级鉴定或验收，已获国家科技进步二等奖1项，部省级科技进步二、三等奖4项，地市级科技进步一等奖2项。已在国内外公开发表学术论文170余篇(SCI、EI收录50余篇)，2007年出版《叶片式流体机械的数字化设计与制造》专著1部，培养硕士和博士研究生80余人。

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