前言
第1章液力透平基礎1
1.1液力透平的定義1
1.2液力透平的分類1
1.2.1離心泵反轉作透平1
1.2.2專用液力透平7
1.3液力透平的用途7
1.4液力透平的結構8
1.5液力透平基本參數8
1.51流量8
1.5.2水頭8
1.5.3轉速9
1.5.4功率和效率9
1.5.5比轉速9
1.6液力透平的基本方程9
1.6.1基本方程的推導10
1.6.2基本方程的幾點說明12
1.7液力透平特性曲線12
1.7.1流量水頭特性曲線12
1.7.2流量軸功率特性曲線14
1.7.3流量效率特性曲線14
1.8液力透平的能量損失14
1.8.1水力損失及水力效率15
1.8.2容積損失及容積效率15
1.8.3機械損失及機械效率15
1.9本章小結15
第2章液力透平試驗臺17
2.1試驗臺的設計17
2.2試驗方案與步驟18
2.3流量的測量與計算19
2.3.1流量的概念和單位19
2.3.2流量測量儀表21
2.4水頭的測量與計算29
2.4.1壓力的概念和單位29
2.4.2測壓儀表30
2.5轉速與軸功率的測量與計算33
2.5.1轉速的測量33
2.5.2軸功率的測量34
2.6本章小結39
第3章液力透平向心葉輪內滑移的理論研究40
3.1向心葉輪內流體的流動機理40
3.1.1流動機理分析40
3.1.2分析結果證明41
3.2向心葉輪理論能頭和滑移系數43
3.3向心葉輪出口滑移系數的計算方法44
3.4向心葉輪進口滑移系數54
3.5液力透平的理論水頭55
3.5.1葉輪內只有出口有滑移時的理論水頭55
3.5.2葉輪內進出口均有滑移時的理論水頭55
3.6試驗驗證56
3.7向心葉輪出口滑移系數的影響因素59
3.7.1葉輪進口直徑對出口滑移系數的影響59
3.7.2葉輪出口直徑對出口滑移系數的影響59
3.7.3葉片進口安放角對出口滑移系數的影響60
3.7.4葉片出口安放角對出口滑移系數的影響61
3.7.5葉片數對出口滑移系數的影響61
3.8本章小結62
第4章離心泵作液力透平的能量轉換特性63
4.1液力透平三維定常流動的能量轉換特性63
4.1.1葉輪內能量轉換特性63
4.1.2蝸殼內流體能量轉換特性76
4.2液力透平三維非定常流動的能量轉換特性81
4.2.1葉輪內能量轉換特性81
4.2.2蝸殼內流體能量轉換特性85
4.3本章小結94
第5章液力透平蝸殼結構對其流動機理的影響96
5.1蝸殼進口截面對流動機理的影響96
5.1.1蝸殼進口截面對液力透平外特性的影響96
5.1.2蝸殼進口截面對液力透平內流場的影響98
5.1.3蝸殼進口截面對液力透平內速度矩的影響101
5.1.4蝸殼進口截面對液力透平內徑向力的影響104
5.1.5蝸殼進口截面對液力透平內壓力脈動的影響106
5.2蝸殼周向截面對流動機理的影響127
5.2.1蝸殼周向截面對液力透平外特性的影響127
5.2.2蝸殼周向截面對液力透平內特性的影響130
5.2.3蝸殼周向截面對液力透平水力損失的影響131
5.3本章小結132
第6章導葉對液力透平流動機理的影響134
6.1導葉對液力透平外特性的影響134
6.2導葉對液力透平內流場的影響136
6.2.1速度場分布136
6.2.2壓力場分布142
6.3導葉對液力透平內徑向力的影響142
6.4導葉對液力透平內壓力脈動的影響144
6.4.1參數設置145
6.4.2蝸殼內壓力脈動分析146
6.4.3葉輪內壓力脈動分析156
6.4.4導葉內壓力脈動分析158
6.4.5尾水管內壓力脈動分析160
6.5本章小結165
第7章離心泵用作液力透平的選型方法168
7.1含有放大系數的離心泵用作液力透平的換算關系168
7.2放大系數對換算系數的影響172
7.3試驗研究172
7.3.1液力透平試驗方案的選型172
7.3.2離心泵用作液力透平換算關系的試驗驗證172
7.4本章小結175
第8章液力透平向心葉輪主要尺寸的確定方法176
8.1向心葉輪進口安放角的計算方法176
8.2向心葉輪出口安放角的計算方法179
8.3向心葉輪進口直徑的計算方法181
8.4向心葉輪出口直徑的計算方法183
8.5向心葉輪進口寬度的計算方法185
8.6算例186
8.7本章小結186
第9章基于代理模型和智能優化算法優化系統的建立187
9.1幾何參數化187
9.1.1B樣條曲線的數學表達188
9.1.2B樣條曲線的局部性質188
9.1.3B樣條插值曲線控制頂點的反算189
9.1.4B樣條曲線上點的計算190
9.2代理模型190
9.2.1試驗設計方法191
9.2.2近似方法193
9.3智能優化算法195
9.3.1遺傳算法概述195
9.3.2遺傳算法基本原理195
9.4優化系統的構建198
9.5本章小結201
第10章離心泵作液力透平的葉輪優化設計202
10.1離心泵作液力透平葉輪軸面投影圖優化設計203
10.1.1葉輪軸面投影圖控制變量的確定及參數化控制203
10.1.2葉輪軸面投影圖優化模型的建立204
10.1.3優化流程206
10.1.4優化結果及分析206
10.2離心泵作液力透平葉片型線的優化設計210
10.2.1液力透平的計算模型211
10.2.2葉片型線的參數化表達213
10.2.3葉片型線優化模型的建立213
10.2.4優化流程215
10.2.5優化結果及分析218
10.3葉片數對液力透平性能的影響231
10.3.1外特性分析231
10.3.2內流場分析233
10.4分流葉片偏置對液力透平性能的影響241
10.4.1計算模型242
10.4.2數值計算條件的確定242
10.4.3正交試驗方案的確定243
10.4.4數值計算結果及其分析244
10.5本章小結248
第11章CFD方法在液力透平內流場中的應用250
11.1概述250
11.1.1CFD的技術簡介250
11.1.2常用的CFD商用軟件2