水泵及水泵站习题实验课程设计指导书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国水利水电出版社

作者:王涛 编

出品人:

页数:157

译者:

出版时间:1995-06

价格:15.40元

装帧:平装

isbn号码:9787120021016

丛书系列:

图书标签:

• 水泵
• 水泵站
• 习题
• 实验
• 课程设计
• 机械工程
• 流体机械
• 水利工程
• 教学参考书
• 工科教材

机械工程与流体力学专题探讨：现代工程实践中的关键技术解析 书籍概要 本书汇集了当前机械工程、流体力学、能源动力系统等多个交叉领域的前沿研究成果与工程应用实例，旨在为工程技术人员、科研工作者以及相关专业的高年级学生提供一份系统、深入的理论与实践指导。全书内容聚焦于解决现代工业生产、基础设施建设和能源利用中面临的复杂流体动力学挑战，强调从基础物理原理出发，结合先进的计算方法和实际工程案例，实现高效、可靠的系统设计与优化。 第一部分：流体力学基础与先进模型 本部分深入探讨了流体力学的核心理论，超越了传统教科书的范畴，着重于工程实践中的复杂流态分析。 1.1 湍流理论与计算流体力学（CFD）的工程应用 详细剖析了湍流的统计特性、时空结构及其对工程系统的影响。重点阐述了雷诺平均纳维-斯托克斯方程（RANS）模型的演进，包括 $k-epsilon$、$k-omega$ SST 等模型的适用性边界和局限性。随后，引入了更精确的模拟方法，如大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）在复杂几何结构（如弯管、阀门内部流动、多相流体边界层分离）中的部署策略和后处理技术。讨论了网格生成策略（非结构化网格、自适应网格加密）如何影响计算精度和收敛性，并结合实际案例，如风力机叶片或管道网络中的压力损失预测，展示CFD在优化设计周期中的关键作用。 1.2 边界层分离、流动分离与再附着现象 深入分析了流体在固体表面流动时，因压力梯度变化导致的边界层分离机理。阐述了如何利用翼型设计、表面粗糙度控制或微小扰动来延迟或控制分离点的形成。特别关注了尾流区的特征——涡流的产生、发展与合并过程，以及这些结构如何导致系统阻力增加和效率下降。内容涵盖了层流与湍流边界层的过渡区特性分析，以及如何通过实验手段（如PIV技术）对这些敏感区域进行精确测量。 1.3 波动与声学在流体系统中的传播 讨论了流体流动中伴随的声学现象，尤其是在高速流动或存在冲击波的情况下。分析了流致噪声（Flow-Induced Noise）的产生机理，包括边界层湍流与结构耦合产生的振动，以及气穴现象（空化）在液体系统中引发的噪声和结构损伤问题。提出了噪声抑制技术，例如声学阻尼材料的应用、流道形状的声学优化设计等。 第二部分：能量转换与热力学系统集成 本章关注流体动力学与热力学过程的耦合，这是能源、化工及制冷行业的核心议题。 2.1 热交换过程的优化设计与传热强化 系统梳理了对流、传导和辐射三种传热方式的相互作用。重点剖析了在紧凑型热交换器（如板式、螺旋式）中的复杂流动与传热机理。探讨了如何通过结构设计（如引入扰流子、使用多孔介质或表面微结构）来强化传热系数，同时评估由此带来的压降增加对整体系统能耗的影响。内容涉及相变传热，如沸腾和冷凝过程的相界面动力学分析。 2.2 燃气轮机与热力循环的先进分析 从流体力学角度剖析了燃气轮机内部的气流控制问题，包括叶片流道的优化、冲击（Stall）和喘振（Surge）现象的预防机制。详细讨论了布雷顿循环在实际工况下的偏离与效率损失，涉及高温高压工况下材料与流体的相互作用（热应力、腐蚀）。此外，还探讨了先进循环技术（如联合循环、朗肯-布雷顿复合循环）的流体动力学基础。 2.3 工业过程中的流体计量与控制 详细介绍了用于精确测量流量、压力和温度的传感器技术，包括科里奥利流量计、超声波测流仪和皮托管阵列。着重分析了这些仪表在非理想流体（高粘度、多相、非牛顿流体）环境下的误差来源与校准方法。阐述了基于反馈控制的流体参数调节回路设计，以确保化工反应器、锅炉进料等关键环节的稳定运行。 第三部分：流体机械的结构动力学与可靠性工程 本部分关注流体机械设备（如压缩机、风机、涡轮机）在实际运行中面临的结构挑战与维护策略。 3.1 叶轮机械的振动与耦合效应分析 深入研究了流固耦合（FSI）问题在高速旋转机械中的表现。分析了涡动（Whirl）、颤振（Flutter）和冲击振动（Rubbing）等失稳现象的发生机理。讨论了如何利用有限元分析（FEA）和模态分析来预测结构固有频率，并与工作时的气动载荷频率进行“避险区”设计。内容包括叶片的气动弹性分析方法，以及如何通过阻尼设计或预紧力来增强系统的动态稳定性。 3.2 机械密封与轴承系统的润滑动力学 详细考察了高速、高压流体系统中轴封失效的主要原因。探讨了液体润滑理论（如雷诺方程）在弹性流体润滑（EHL）中的应用，以预测轴承接触区域的油膜厚度和承载能力。分析了机械密封的动态平衡、唇口磨损机理，以及如何通过设计迷宫式密封或干气密封来减少泄漏和维护需求。 3.3 设备故障诊断与预测性维护（PdM） 介绍了基于信号处理的机械设备健康监测技术。重点阐述了振动分析、声发射（AE）技术在早期发现轴承损伤、叶片疲劳裂纹等早期故障的潜力。结合时间序列分析和机器学习算法，构建设备性能衰退模型，实现从传统定期维护向基于状态的预测性维护模式的转变，从而最大化设备运行时间并降低突发性停机风险。 第四部分：专业工程系统设计与案例研究 本部分通过多个跨学科的综合案例，展示了前述理论在大型工程项目中的集成应用。 4.1 管道网络系统中的水力瞬变分析 针对长距离输水、输油管道，详细分析了阀门快速关闭或泵机突然停机时产生的压力波（水击现象）。介绍了瞬态分析方法，如特征线法（Method of Characteristics），用于精确计算超压峰值和压力谷值。探讨了如何通过设置缓冲罐、隔板或安装快速泄压装置来有效吸收和耗散瞬态能量，确保管道系统的完整性。 4.2 消防与防洪系统的水力设计规范 结合国家和国际标准，分析了高层建筑消防供水系统（如喷淋系统、稳压泵组）的设计要点。重点解析了系统扬程计算中的效率因子取值、管路摩擦损失的修正方法，以及在最不利工况下保证系统末端的最小设计压力要求。在防洪应用中，讨论了泵站的防洪抗灾设计，包括设备基础的抗浮设计和电气系统的隔离保护措施。 4.3 工业循环冷却水系统的效率提升 以大型电站或化工厂的闭式/开式冷却系统为例，分析了循环水泵（若涉及）、冷却塔（或翅片管换热器）与热源之间的流体匹配性。讨论了如何通过优化循环水泵的运行点（根据系统阻力曲线调整叶轮或变频驱动）来匹配冷却塔的气水流量比，从而在满足散热需求的同时，将水泵电耗降至最低。 本书结构严谨，理论深度与工程实用性并重，是高级流体工程、机械设计及能源系统优化领域不可或缺的参考资料。

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这本书的装帧和排版给我留下了深刻印象。在技术书籍中，清晰易读的图表和规范的符号至关重要，而这本书在这方面做得相当到位。我花了大量时间对照书中的图例来理解泵站的布置图和仪表接线图，清晰的线条和合理的标注极大地减少了我的理解障碍。特别值得称赞的是，它对不同类型水泵（如离心泵、轴流泵、潜水泵）的结构特点和适用场景的对比分析非常直观。这对于一个刚开始接触水泵设备选型的初学者来说，是极大的帮助，避免了概念上的混淆。唯一的不足，或许是部分老旧的实验设备描述，与目前市场上主流的数字化、集成化设备可能存在一定的代差。但考虑到这是一本课程指导书，可能需要兼顾不同学校的现有设备条件，这种折衷也算情有可原。整体而言，阅读体验是流畅且高效的。

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作为一名资深的现场维护人员，我更看重的是书籍中关于“维护和可靠性”的内容。我希望看到的是如何通过日常巡检发现潜在问题，以及如何进行现场的小型维修和校准。这本书中关于泵站运行记录和数据分析的章节，倒是给了我不少启发，它提供了一套系统化的方法来解读泵的运行曲线，并将其与实际的能耗挂钩。我发现，很多现场的“经验之谈”都能在这本书的理论框架下找到支撑。例如，书中关于泵的并联和串联运行优化计算，让我重新审视了我们泵站的调度逻辑，并发现了一些可以提升能效的空间。如果说这本书能更侧重于不同材料在特殊介质（如高腐蚀性或高粘度流体）下的耐磨损特性和定期维护周期建议，那就更加完美了。但就目前呈现的实验设计和课程目标而言，它无疑是一本扎实可靠的教材辅助读物。

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我是一名在读的研究生，主要研究方向是流体机械优化。我购买这本书的目的，是想寻找一些能补充我现有研究背景的实践环节内容。这本书的实验部分，尤其是针对特定工况（比如气蚀现象的模拟与规避）的习题设计，让我眼前一亮。它不仅仅是要求计算流量和扬程，更深入到了对叶轮几何参数的微调如何影响系统效率的探究。这种对细节的关注，在很多同类教材中是很难看到的。不过，我个人希望在“水泵站的自动化控制”这一块能看到更多的PLC编程实例或者更复杂的PID控制算法在泵站调速中的应用，而不是仅仅停留在变频器基础设置的层面。尽管如此，作为一本课程指导书，它成功地搭建了一个从基础理论到具体操作的桥梁，使得理论学习不再是空中楼阁，而是有具体操作载体的。对于想在水力机械领域深耕的人来说，这本书提供了一个很好的实践起点。

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这本书拿到手的时候，我主要关注的是它的实用性。作为一个初入水泵行业的工程师，我手头有不少理论书籍，但真正需要动手解决实际问题时，总觉得缺了那么一把“钥匙”。我期望这本书能像一个经验丰富的老前辈，手把手地教我如何把书本知识转化为工程实践。从我目前的翻阅来看，这本书在案例分析的深度上确实给了我不少启发。它没有那种高高在上的理论说教，而是紧密结合了实际工况，比如在不同水质条件下水泵选型的考量，以及管网系统水头损失的计算方法，这些都是我在工作中经常遇到的难题。尤其是关于故障诊断的部分，图文并茂地展示了一些常见问题的现象和解决方案，让我感觉非常接地气。如果说有什么遗憾，那就是对于一些前沿的智能泵控系统的介绍略显单薄，但这或许不是一本基础性教材的重点。总的来说，它更像是一本工具箱，里面装满了解决现场问题的利器，对于提升动手能力非常有帮助。

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坦白讲，我对这种课程指导类的书籍向来持保留态度，因为很多时候它们要么过于侧重理论的堆砌，要么就是敷衍了事，缺乏足够的深度去指导实际操作。然而，这本《水泵及水泵站习题实验课程设计指导书》意外地给我带来了一些惊喜。它的结构设计非常清晰，从基础的性能测试到复杂的系统集成设计，层层递进。我特别欣赏它在实验设计环节的处理方式，它没有直接给出标准答案，而是引导读者思考背后的物理原理和工程约束。我尝试按照书中的步骤设计了一个小型污水提升泵站的实验方案，发现它能有效地将流体力学、电气控制以及结构设计等多个学科的知识点串联起来。这种跨学科的综合性训练，对于培养全面的工程思维至关重要。虽然有些章节的数学模型推导略显简化，但对于课程设计这个目标而言，这种取舍是合理的，确保了学生能够快速上手，并在实践中理解复杂的概念。

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