泵试验技术实用手册PDF

 

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内容简介

本书是泵试验理论与实践相结合的专业工具书。
本书共分四篇,包含二十四章和七个附录。第一篇为基础知识,包括第一章~第五章,分别介绍了水力学、泵、电动机、电工技术及测量不确定度的基本知识;第二篇为试验设备,包括第六章~第十一章,分别介绍了泵试验室的工艺设计、水力循环系统、强电及控制系统、测量系统的设计;第三篇为测量技术,包括第十二章~第十八章,分别介绍了流量、压力、功率、转速、振动、噪声、其他参数(温度、液位、大气压力)、电参数测量及其数字测量仪表及计算机自动测试系统;第四篇为试验方法,包括第十九章~第二十四章,分别介绍了离心泵、混流泵、轴流泵、长轴深井泵、潜水电泵、潜油电泵、其他类型泵(屏蔽电泵、水环真空泵、螺杆泵、机动往复泵、核Ⅱ级泵、汽车发动机冷却水泵及汽油机直联泵)及模型泵的试验方法与不确定度的评定;七个附录,包括附录A~附录G,分别介绍了水的物理性质、局部阻力系数、常用电动机参数、单位换算、国内外泵试验标准目录及我国部分城市海拔及大气压力值。
本书可供泵行业设计、制造、使用、调试、检验及维修人员使用。

本书目录

前言
第一篇基 础 知 识
第一章水力学基础知识1
第一节液体的主要物理性质1
一、液体的密度1
二、液体的黏滞性2
三、液体的压缩性与膨胀性3
四、液体的表面张力特性3
五、液体的汽化压力特性4
第二节水静力学基本方程4
一、水静力学基本方程4
二、压力的计量5
三、压力的计量单位6
四、水静力学方程的应用——液柱式压力计7
第三节伯努利方程8
一、实际液体的伯努利方程8
二、实际液流伯努利方程的讨论9
第四节水头损失10
一、水头损失的分类10
二、流动状态的判定10
三、水头损失的计算11
第五节短管的水力计算及其基本问题15
一、短管的水力计算15
二、短管水力计算的基本问题16
参考文献16
第二章泵的基础知识17
第一节泵的分类、工作原理及特点17
一、泵的分类及工作原理17
二、各类泵的特点19
第二节泵的基本参数20
一、流量20
二、扬程20
三、转速21
四、功率21
五、效率21
六、汽蚀余量22
第三节泵特性曲线22
一、基本性能曲线23
二、相对特性曲线25
三、通用特性曲线26
四、综合性能曲线(型谱图)27
五、全性能曲线28
第四节叶片泵的相似理论31
一、相似条件31
二、相似定律33
第五节泵的汽蚀34
一、汽蚀现象的发生过程34
二、汽蚀的危害34
三、汽蚀性能参数35
第六节比转数与型式数39
一、比转数39
二、型式数41
第七节叶片泵的运行特性与调节42
一、泵装置系统的管路特性42
二、泵工况点的确定43
三、泵的串并联运行43
四、泵运行工况的调节45
参考文献47
第三章电工技术基础知识48
第一节三相交流电路48
一、概述48
二、我国配电网的供电方式48
三、三相负载的连接方式50
四、三相电路的功率51
五、影响功率因数的主要因素与提高功率因数的措施52
第二节变压器、调压器及互感器53
一、变压器53
二、调压器54
三、互感器56
第三节低压电器60
一、概述60
二、隔离开关61
三、断路器62
四、熔断器64
五、接触器66
六、继电器68
七、主令电器73
第四节三相交流电动机的控制与起动76
一、三相交流电动机的电气控制电路76
二、三相交流异步电动机的起动方式79
参考文献83
第四章异步电动机的基本知识85
第一节异步电动机的用途及分类85
一、异步电动机的基本特点和用途85
二、异步电动机的分类85
三、异步电动机产品的基本系列与派生系列87
四、异步电动机产品型号编制方法89
第二节异步电动机的工作原理与结构91
一、与电动机工作原理相关的基本电磁定律91
二、三相异步电动机的结构与工作原理92
三、泵用单相异步电动机的结构与工作原理108
第三节异步电动机的特性及相关参数112
一、异步电动机术语的基本定义及额定值112
二、异步电动机的特性及相关参数114
第四节异步电动机的运行121
一、异步电动机的运行条件121
二、异步电动机的变频调速125
参考文献126
第五章单位制、测量误差及测量不确定度评定127
第一节国际单位制、我国的法定计量单位127
一、国际单位制127
二、我国的法定计量单位129
三、泵试验中常用的物理量、符号、量纲和单位130
第二节测量、测量误差与测量不确定度评定132
一、测量与测量误差132
二、仪表与传感器的主要特性与静态指标135
三、概率论与数理统计的基本知识136
四、测量不确定度概述143
五、测量不确定度的评定及数学模型的建立147
六、不确定度传播律149
七、标准不确定度的A类评定149
八、标准不确定度的B类评定150
九、合成标准不确定度的评定153
十、扩展不确定度的评定155
十一、试验及测量结果的表示155
第三节数值修约规则156
一、术语和定义156
二、数值修约的一般规则156
参考文献157
第二篇试 验 设 备
第六章部分国内外泵试验台简介158
第一节部分国内泵试验台简介158
一、中国农业机械化科学研究院水泵试验室158
二、上海凯泉泵业(集团)有限公司测试中心160
三、大连深蓝集团核Ⅱ级泵试验台163
四、南水北调工程用泵模型试验台163
五、中国农业机械化科学研究院部分推广项目164
第二节部分国外泵试验台简介167
一、德国KSB集团公司试验台167
二、美国Xylem集团171
三、瑞典Flyght公司大型潜水泵试验台175
四、美国CWFC公司的工程泵分部(EPD)的试验设备176
五、日本荏原(EBARA)低温潜没电泵试验设施177
第七章水泵试验室的工艺设计180
第一节概述180
一、水泵试验室的作用及任务180
二、水泵试验室的分类及特点181
三、水泵试验室的构成182
四、水泵试验室工艺设计182
第二节水泵试验室总体布置的工艺设计184
一、水泵试验室内区域的划分184
二、水泵试验室的总体布置方案184
三、水泵试验室对建筑、起重、运输及给排水等的要求与选择186
第三节水泵试验室水力循环系统(试验台)的工艺设计188
一、试验水池189
二、试验台类型、参数的选择与确定192
三、试验台结构的初步设计194
第四节水泵试验室配电系统的工艺设计194
一、概述194
二、水泵试验室对供配电的基本要求195
三、配电系统方案设计的主要内容195
第五节水泵试验室测试系统的工艺设计200
一、测试系统初步设计的内容和依据201
二、确定测试系统的形式201
三、提出测试系统应具有的功能及主要技术指标202
四、提出自动测试系统硬件的总体配置203
五、提出对自动测试系统应用软件的基本要求203
参考文献203
第八章泵试验的水力循环系统(试验台)设计204
第一节概述204
一、试验台的分类204
二、试验台的特点与比较205
第二节开敞式试验台的设计206
一、试验台的布置形式206
二、入口管路的设计206
三、出口管路的设计209
四、管法兰的选择211
第三节封闭式试验台的设计214
一、封闭式试验台的水力计算214
二、封闭式试验台试验段及水力元件的设计217
三、试验管路及其附件的设计与选择228
四、附属设备的选择240
第四节几种典型试验台242
一、多功能开敞式试验台242
二、开、闭式试验台243
三、微型泵试验台244
四、卧式结构的轴(斜)流泵模型与装置模型试验台246
五、封闭式汽蚀试验台247
参考文献248
第九章测量系统的设计249
第一节概述249
一、测量与测量系统249
二、测量的分类249
第二节泵试验中测量系统的构成250
一、参数测量部件(或部位)250
二、测量仪器仪表251
三、测量线路(引压管与信号连接线)252
第三节泵试验中的参数测量253
一、泵试验中参数测量的类型253
二、泵试验中主要参数测量的方法与选择253
参考文献259
第十章泵试验室配电系统的设计260
第一节概述260
第二节电气技术文件、图形符号及电气图的设计260
一、电气技术文件的内容260
二、电气技术文件的特点261
三、电气文字符号和图形符号262
四、电气图样设计272
第三节泵试验常用的几种典型电路274
一、直接起动转矩测功方式的试验电路275
二、使用起动器的单回路试验电路276
三、多起动回路转矩测功的试验电路277
四、采用电测功(损耗分析法)的试验电路279
参考文献282
第十一章泵试验台的安装、调试及验收285
第一节泵试验台的安装285
一、概述285
二、水力循环系统的安装286
三、配电与控制系统的安装289
四、测量系统的安装290
第二节泵试验台调试及测量不确定度的确定291
一、水力(管路)循环系统的调试291
二、测试系统分步调试292
三、试验系统整体调试293
第三节泵试验台验收294
一、验收的目的和范围294
二、验收的地点与形式294
三、验收现场应具备的试验条件295
四、验收的主要依据295
五、验收的主要技术指标与要求295
六、验收的内容、方法和步骤296
参考文献297
第三篇测 量 技 术
第十二章流量的测量298
第一节原级法298
一、概述298
二、原级法流量测量的分类、原理300
三、原级法流量测量系统的组成300
四、流量计原位标定的操作程序及有关规定304
第二节节流式差压流量计305
一、节流式差压流量计的基本原理306
二、节流式差压流量计的流量计算公式306
三、节流式差压流量计的分类及特点309
四、节流式差压流量计的适用范围311
五、节流式差压流量计的选型、安装及使用注意事项311
第三节涡轮流量计318
一、涡轮流量计的结构与工作原理318
二、涡轮流量计的分类及特点320
三、涡轮流量计的性能参数与选型323
四、涡轮流量计的安装与使用注意事项324
第四节电磁流量计325
一、概述325
二、电磁流量计的工作原理与结构325
三、电磁流量计的分类与特点327
四、电磁流量计的性能参数与选型329
五、电磁流量计的安装与使用注意事项332
第五节薄壁堰333
一、概述333
二、薄壁堰的结构和要求334
三、堰上水头的测量装置及方法336
四、薄壁堰测量流量的计算公式338
五、堰的标定340
六、设计水堰的参考尺寸341
参考文献342
第十三章压力的测量343
第一节概述343
第二节液柱式压力计343
一、液柱式压力计的工作原理、分类及特点343
二、液柱式压力计的压力计算345
三、液柱式压力计的选型、使用注意事项345
第三节弹性式压力计346
一、概述346
二、弹性式压力表的分类及特点346
三、弹簧管压力表的工作原理及结构348
四、弹簧管压力表的形式与技术参数349
五、弹簧管压力表的选型350
六、弹簧管压力表的安装351
七、弹簧管压力表的校验352
八、弹簧管压力表的订购及使用注意事项355
第四节压力(差压)变送器356
一、概述356
二、电容式压力(差压)变送器359
参考文献369
第十四章功率及转速的测量370
第一节概述370
第二节功率的测量371
一、转矩测功法371
二、电测功法383
第三节转速的测量390
一、测频法测速391
二、感应线圈测速法393
三、振动测速法394
参考文献395
第十五章振动与噪声的测量396
第一节振动测量的基本概念396
一、概述396
二、有关振动的基本概念397
第二节振动测量系统399
一、振动测量方法的分类399
二、振动测量系统的组成399
三、常用测振仪406
第三节泵的振动测量与评价408
一、泵的振动测量408
二、泵的振动评价411
第四节噪声测量中的声学概念414
一、声场414
二、声压级414
三、声功率级415
四、频程415
五、计权声级416
第五节噪声测量仪417
一、声级计417
二、频率分析仪420
三、声级校准器420
第六节泵的噪声测量及评价421
一、泵噪声测量的要求421
二、A计权表面声压级和A计权声功率级的测量与计算422
三、泵的噪声级别评价方法425
参考文献428
第十六章其他参数的测量430
第一节大气压力的测量430
一、概述430
二、大气压力的测量仪器及其特点431
第二节温度的测量437
一、概述437
二、温度测量的分类与比较438
三、玻璃液体温度计438
四、热电偶温度计440
五、热电阻温度计445
六、温度变送器447
第三节液位的测量448
一、概述448
二、玻璃管(板)式液位计450
三、磁翻柱(板)式液位计451
四、差压式液位计453
五、堰上水头的测量456
参考文献458
第十七章泵试验中电参量测量及其数字式测量仪表459
第一节概述459
第二节频率、时间和相位差的测量460
一、频率的测量460
二、时间间隔的数字测量462
三、相位差的数字测量463
第三节电压、电流和功率的测量465
一、电压的测量465
二、电流的测量469
三、电功率的测量471
第四节阻抗的测量475
一、概述475
二、直流电阻测量476
第五节电测法测量温度479
一、热阻式测温479
二、热电偶测温480
三、集成温度传感器AD590481
第六节ZNX系列数字式测量仪表482
一、ZNX-2503A三相功率仪483
二、ZNX-RTA电阻温度仪484
三、ZNX-AK流量仪486
四、ZNX-CS转速仪487
五、ZNX-901A转矩仪(采用相位差方式测量)488
六、ZNX-810C压力真空仪490
参考文献491
第十八章泵试验的计算机自动测试系统492
第一节概述492
第二节泵自动测试系统的总体要求494
一、泵试验对自动测试系统的要求494
二、泵自动测试系统的总体设计原则495
第三节自动测试系统的硬件配置496
一、计算机系统496
二、接口与通信模式499
三、控制对象、控制方式与输出控制器504
四、测量参数、数据采集方式及常用仪表512
五、自动测试系统的抗干扰措施516
第四节测试系统应用软件517
一、软件运行环境与支持517
二、基本功能及组成517
三、软件的基本模块结构、流程与数据流分析518
四、曲线拟合数学模型及其对试验结果的影响520
第五节PMS泵自动测试系统523
一、PMS泵自动测试系统的结构型式、适用范围及测量参数523
二、PMS泵自动测试系统的硬件配置524
三、PMS泵自动测试系统应用软件“PMSCAT”的功能、特点及典型界面525
参考文献529
第四篇试 验 方 法
第十九章离心泵、混流泵、轴流泵水力性能试验方法530
第一节概述530
一、泵试验的分类530
二、关于泵的试验标准532
第二节离心泵、混流泵、轴流泵的性能试验533
一、性能试验的原理533
二、试验条件534
三、试验的实施538
四、测量参数的计算541
五、试验结果的判定与比较544
六、关于测量不确定度548
第三节离心泵、混流泵、轴流泵的汽蚀试验550
一、汽蚀试验的类型550
二、汽蚀试验的原理——临界汽蚀余量的获取方法550
三、试验条件及要求554
四、试验的实施555
五、确定临界汽蚀余量(NPSH3)的具体操作方法与步骤557
六、试验数据的计算与整理558
第四节自吸泵自吸性能的测定558
一、概述558
二、自吸性能试验的分类559
三、自吸泵自吸性能的试验方法559
四、直接法测定自吸性能的试验条件560
五、直接法试验装置及测量仪表561
六、试验程序561
七、试验结果的计算及性能曲线的绘制563
八、试验结果的判定563
参考文献563
第二十章潜水电泵、长轴深井泵及液下泵试验方法564
第一节潜水电泵试验方法564
一、试验目的、依据和项目564
二、试验条件565
三、试验方法与步骤573
第二节长轴深井泵及液下泵试验方法599
一、试验目的、依据和项目599
二、试验条件599
三、试验方法与步骤601
参考文献603
第二十一章潜油电泵试验方法604
第一节概述604
第二节潜油电泵性能试验的类型和项目604
一、试验类型604
二、试验项目605
第三节潜油电泵的机组成套性能试验606
一、试验条件、试验装置与设备606
二、机组成套性能试验610
第四节潜油泵的性能试验(卧式安装方式)614
一、试验条件、试验装置与测量设备614
二、潜油泵性能试验615
第五节潜油泵水力部件性能的测定(模型试验)616
一、试验条件、试验装置与设备616
二、模型泵性能试验616
参考文献618
第二十二章其他类型泵的试验619
第一节概述619
第二节屏蔽电泵的试验619
一、概述619
二、试验条件、试验装置、设备与仪器620
三、试验内容、方法及特点620
四、试验结果的计算分析621
第三节汽车发动机冷却水泵及汽油机直联泵的试验631
一、概述631
二、汽车发动机冷却水泵的试验632
三、汽油机直联泵的试验633
第四节核Ⅱ级泵的性能试验636
一、概述636
二、试验条件、试验装置、测试系统638
三、试验方法及特点640
第五节螺杆泵的试验641
一、概述641
二、试验条件、装置、设备与仪器642
三、试验方法及特点643
四、试验结果的计算与分析644
第六节机动往复泵的试验646
一、概述646
二、试验条件、装置、设备与仪器647
三、试验项目、方法及特点649
四、试验结果的计算与分析650
第七节水环真空泵的试验653
一、概述653
二、试验条件、试验装置与设备654
三、试验方法及特点660
四、试验结果的计算分析660
参考文献662
第二十三章水泵模型试验664
第一节概述664
一、水泵模型试验的目的与适用范围664
二、水泵模型试验的特点664
三、水泵模型试验的发展动态665
第二节泵模型试验装置(台)668
一、泵模型试验装置(台)的分类668
二、对泵模型试验装置(台)的要求668
三、泵模型试验装置(台)的设计要点672
第三节模型泵680
一、模型泵的范围680
二、模型泵的相似条件681
第四节模型试验方法689
一、能量试验689
二、空化试验694
三、飞逸特性试验698
四、压力脉动的测量699
第五节原、模型泵的性能换算702
一、原、模型泵性能参数的换算703
二、原、模型效率换算705
参考文献708
第二十四章泵试验的测量不确定度评定710
第一节泵试验的测量不确定度评定总则710
一、概述710
二、泵试验中导致测量误差以及不确定度的来源710
三、测量过程及数学模型的建立711
四、泵试验的测量不确定度的评定规则712
五、泵试验结果不确定度的评定步骤713
六、泵测试系统的测量不确定度评定719
第二节潜水电泵的测量结果不确定度评定719
一、概述719
二、由随机效应导致的标准不确定度(随机标准不确定度)721
三、由系统效应导致的标准不确定度(系统标准不确定度)722
四、合成标准不确定度及总不确定度734
第三节转矩测功模式试验结果的测量不确定度评定738
一、概述738
二、由随机效应导致的标准不确定度(随机标准不确定度)740
三、由系统效应导致的标准不确定度(系统标准不确定度)740
四、合成标准不确定度及总不确定度746
参考文献749
附录750
附录A水的物理性质750
附录B局部阻力系数762
附录C单位换算771
附录D泵试验常用异步电动机的主要技术参数776
附录E国内现行泵试验标准目录806
附录F国外泵试验标准目录809
附录G我国部分城市海拔及大气压力值812

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