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第一篇 浆料输送管路1

第一章 基本概念1

§1.1 浆料输送管路系统1

§1.2 管路的分类3

§1.3浆料输送管路材料的选择4

一、铸铁管4

二、钢管5

三、非金属材料管5

§1.4管路的连接以及管件和阀门6

一、管路的连接6

二、管件7

三、阀门8

§1.5管路布置与安装的一般原则和要求8

§1.6浆泵的扬程和功率和确定13

一、流体流动的总能量衡算13

二、浆泵的扬程16

三、浆泵的功率17

第二章 浆料在管路中的流动特性19

§2.1按浓度区分浆料的流动特性19

§2.2浆料流动的类型20

一、浆料的流动特性曲线20

二、超低浓浆料的流动21

三、浆料的三种流动状态21

§2.3各种浆料的流动特性曲线23

一、纤维形成稳定网络的基本条件23

§2.4纤维网络和网络强度28

二、纤维网络的强度29

三、纤维的絮聚团束31

§2.5塞流33

一、浆料在A点以前的流动33

二、浆料在AB段的流动33

四、浆料在CD段的流动34

三、浆料在BC段的流动34

五、浆料在DH段的流动35

§2.6混流和湍流35

一、混流35

二、湍流36

第三章 浆料输送管路中压头损失的计算37

§3.1概述37

§3.2通过实验来预测管道压头损失37

§3.3预测压头损失的常用数据和图表40

一、布郎奇特和享勒的数据40

二、图表42

§3.4压头损失值的计算公式48

一、里格的压头损失计算公式49

二、达菲等的计算公式50

§3.5里格的压头损失图算法51

§3.6管路局部位置的压头损失计算54

一、局部位置引起压头损失的原因55

二、局部压头损失的计算56

三、用阻力系数来确定局部压头损失60

§3.7计算例题61

§3.8浆料的物理特性对压头损失的影响65

一、浆料种类的影响65

二、浆料浓度的影响68

三、浆料温度的影响69

四、打浆度的影响71

五、纤维长度和纤维长径比的影响73

§3.9流动条件对压头损失的影响75

一、流速μ的影响75

二、管径d的影响75

三、管壁粗糙度的影响77

§3.10低浓浆料的管路计算79

一、直管的压头损失计算公式79

二、局部压头损失的计算81

§4.1引言82

第四章 复杂管路的水力计算82

§4.2串联管路的水力计算83

§4.3并联管路的水力计算89

§4.4枝状管路的水力计算95

§4.5连续均匀泄流管道96

第五章 浆料输送中管径和流速的选择101

§5.1简介101

§5.2管径的选择102

§5.3常用流速范围104

§5.4管路年费用折算值105

一、管路造价F的计算106

二、年管理费M的计算107

三、折旧年限y的确定108

四、单位长度管路造价的计算108

五、浆泵扬程的计算110

六、管路年费用折算值的计算111

§5.5经济管径的计算112

§5.6浆料输送管路的设计步聚120

第六章 中浓浆料的输送122

§6.1简介122

§6.2中浓浆料在管道中的流动机理123

§6.3预测管路压头损失的方法126

一、外推法126

二、卡米尔数据127

三、波德海曼（Bodenheimer）的计算公式128

四、达菲数据129

五、天津轻机厂推荐的计算式131

§6.4局部位置的压头损失134

§6.5影响压头损失的因素134

一、浓度的影响134

二、空气含量和静压力的影响135

三、流动条件的影响137

四、浆料物理特性的影响138

§6.6中浓浆料流体化输送的原理139

一、实现中浓浆料流体化的方法140

二、高强剪切力场的产生141

三、中浓浆料在高强剪切应力场中的流型144

四、结论147

§6.7中浓浆料流体化实验148

§6.8具有湍流发生器的离心式中浓浆泵154

第七章 浆泵的起动阻力159

§7.1浆泵起动阻力的表现形式159

§7.2起动阻力的机理161

一、起动阻力产生的原因161

二、起动过程的能量方程式162

三、起动阻力的影响因素163

§7.3起动阻力的测定165

§7.4消除起动阻力对浆料输送的影响169

§8.1管路的振动173

第八章 管路的振动和水击现象173

§8.2管路振动的防止和消除174

§8.3水击和水击波的传播过程177

§8.4水击的分类182

一、根据阀门的启闭情况分182

二、根据水击波的传递情况分182

§8.5水击压力的计算183

§8.6水击波的消除187

§8.7管路的气蚀现象187

第九章 非牛顿型流的输送计算190

§9.1流体的分类190

§9.2描述非牛顿型流体流动的本构方程式192

一、幂定律192

二、描述宾汉塑性流体的本构方程式193

三、描述屈服——假塑性和屈服——涨塑性流体的本构方程式193

一、K、n和τy的物理意义195

§9.3流体的鉴别195

二、用毛细管粘度计测定流态特征系数n、均匀系数K及屈服应力τy198

三、用转子粘度仪测定特征系数199

§9.4用幂定律来描述假塑性的涨塑性流体的层流流动200

一、速度分布200

二、摩擦损失系数和压头损失的计算式204

§9.5宾汉塑性流体层流流动的有关计算206

一、速度分布206

二、压头损失及摩擦系数209

§9.6流体流动类型的判别211

一、判别假塑性和涨塑性流体的流动类型的准则211

二、判别宾汉塑性流体的流动类型的准则212

§9.7非牛顿型流体的湍流流动计算214

一、假塑性流体和涨塑性流体的湍流流动214

二、宾汉塑性流体的湍流流动216

一、管路设计计算准备工作219

§9.9非牛顿型流体输送管路设计计算的方法219

§9.8局部位置压头损失219

二、判别流体流动的类型220

三、直管部分压头损失计算221

四、局部位置的压头损失计算221

五、管路总压头损失221

六、泵的压头H和功率N的计算221

第十章 流量测量223

§10.1流量和流量计223

§10.2测量方法概述224

一、体积流量和质量流量的测量224

二、流量的直接测量和间接测量225

§10.3浮子流量计226

一、测量原理226

二、浮子流量计的修正228

三、浮子流量计安装注意事项229

一、测量原理简介231

§10.4 电磁流量计231

二、电磁流量计的特征233

三、电磁流量计的构成233

四、电磁流量计的使用注意事项234

§10.5用堰测量流量236

一、简介236

二、全宽堰和矩形堰的流量计算238

三、三角形堰和梯形堰的流量计算公式240

四、堰的构造和设置241

第二编 浆料输送机械246

第十一章 离心式浆泵的工作原理246

§11.1概述247

§11.2浆泵的主要性能参数249

§11.3浆泵的能量损失与效率252

一、机械损失与机械效率252

二、容积损失和容积效率253

三、浆流损失与浆流效率254

§11.4浆料在叶轮中的运动255

一、浆料在叶轮中流动状态的假设255

二、速度三角形257

三、叶轮流道中任意点速度的计算258

§11.5基本方程式260

一、基本方程式的推导260

二、有限叶片叶轮流道中的相对运动对理论扬程的影响262

三、对基本方程式的分析263

§11.6浆泵的性能曲线268

一、扬程——流量（H——Q）曲线270

二、功率——流量（N——Q）曲线271

三、效率——流量（η——Q）曲线272

四、主要有关参数及因素对浆泵性能曲线的影响273

§11.7相似定律及其应用279

一、三个相似定律280

二、比例定律和切割定律282

三、比转数n？289

§11.8浆泵的吸入性能292

一、吸上真空度H？292

二、汽蚀余量？h294

三、浆料特性对吸入性能的影响297

第十二章 离心式浆泵的结构特点301

§12.1浆泵的泵体302

一、螺旋形压出室302

二、径向力及其平衡303

三、整体式和剖分式泵体305

§12.2浆泵的叶轮308

结构形式308

二、轴向力及其平衡310

三、浆泵叶轮实例312

§12.3浆泵的轴封315

一、填料密封316

二、机械密封318

§12.4冲浆泵321

一、叶轮321

二、泵体323

§12.5余盘泵325

§12.6湍流离心式中浓浆泵328

第十三章 离心式浆泵的运行管理331

§13.1浆泵运行时的工况点331

§13.2输浆系统设计中的几个问题335

一、浆泵的并联与串联运行336

二、浆泵运行工况的调节339

三、防止浆泵的不稳定运行341

四、输浆系统设计方案的优化343

§13.3选型343

一、选型的依据343

二、选型的步聚344

一、浆泵的安装347

§13.4使用和维护347

二、操作程序349

三、维护和保养350

四、常见故障及其排除方法351

§13.5节能351

一、浆泵节能的意义351

二、浆泵的能耗分析352

三、浆泵的节能途径355

第十四章 容积式高浓浆泵363

§14.1齿轮式高浓浆泵363

一、啮合曲线363

二、输浆性能367

三、功率特性370

四、结构与特点375

五、转子摆线凹槽的加工378

一、原理、结构及特点380

§14.2双螺杆高浓浆泵380

二、转子曲面间的输浆啮合条件382

三、转子线型的选择384

四、输浆量与功率计算385

五、螺杆转子的加工386

§14.3单转子高浓浆泵386

一、原理、结构及特点386

二、转子曲面的计算388

三、输浆量与功率计算391

四、转子的加工392

§14.4高浓浆泵的选型、使用和维护393

一、高浓输浆系统的设计要求394

二、高浓浆泵的选型394

三、高浓浆泵的使用与维护395

参考文献396

附录399