航空葉輪機(jī)原理及設(shè)計(jì)基礎(chǔ)
定 價(jià)：90 元
叢書名：工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材 科學(xué)出版社“十四五”普通高等教育本科規(guī)劃教材 航空宇航科學(xué)與技術(shù)教材出版工程
- 作者：桂幸民，金東海
- 出版時(shí)間：2022/11/1
- ISBN：9787030735652
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：TK05
- 頁碼：320
- 紙張：
- 版次：01
- 開本：16
本書以航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用過程中對(duì)葉輪機(jī)部件的需求為背景，以工程熱力學(xué)和氣動(dòng)動(dòng)力學(xué)的知識(shí)為基礎(chǔ)，介紹軸流壓氣機(jī)（含風(fēng)扇）、軸流渦輪和離心壓氣機(jī)等航空葉輪機(jī)的性能參數(shù)和特性產(chǎn)生的基本概念與原理，并討論涉及葉輪機(jī)內(nèi)流基本特征的工作原理和流動(dòng)圖畫等非定量化的機(jī)理特征，側(cè)重探討超越通用葉輪機(jī)械的特殊性、極限性和匹配性問題。
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目錄
叢書序
前言
符號(hào)表
第1章緒論001
1.1什么是葉輪機(jī)械001
1.1.1葉輪機(jī)械定義002
1.1.2葉輪機(jī)分類簡(jiǎn)介002
1.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的葉輪機(jī)003
1.2.1航空葉輪機(jī)結(jié)構(gòu)布局特征003
1.2.2航空葉輪機(jī)氣動(dòng)布局特征004
1.2.3航空葉輪機(jī)的起源006
1.3葉輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的復(fù)雜性008
1.3.1葉輪機(jī)內(nèi)部流動(dòng)的復(fù)雜性009
1.3.2復(fù)雜問題的典型簡(jiǎn)化假設(shè)011
1.3.3葉輪機(jī)設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)介013
1.4航空葉輪機(jī)設(shè)計(jì)特點(diǎn)與技術(shù)發(fā)展013
1.4.1葉輪機(jī)性能對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的影響015
1.4.2缺一不可的工程設(shè)計(jì)三要素019
1.4.3葉輪機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)特點(diǎn)021
思考和練習(xí)題023
第2章葉輪機(jī)基本性能025
2.1轉(zhuǎn)速025
2.1.1轉(zhuǎn)速與線速度025
2.1.2相似轉(zhuǎn)速與折合轉(zhuǎn)速026
2.2流量028
2.2.1質(zhì)量流量與環(huán)面迎風(fēng)流量028
2.2.2相似流量與折合流量030
2.2.3體積流量031
2.2.4流量系數(shù)032
2.3功與功率033
2.3.1軸功與功率033
2.3.2輪緣功： 葉輪機(jī)Euler方程034
2.3.3渦輪功035
2.3.4溫升負(fù)荷系數(shù)與功率系數(shù)035
2.4壓縮/膨脹過程036
2.4.1過程的產(chǎn)生：廣義Bernoulli方程036
2.4.2等溫、等熵、多變過程038
2.4.3焓熵圖039
2.4.4氣動(dòng)熱力參數(shù)的變化趨勢(shì)042
2.5增壓比/落壓比042
2.5.1靜對(duì)靜壓比與總對(duì)總壓比042
2.5.2總對(duì)靜壓比與余速動(dòng)能044
2.5.3壓比負(fù)荷系數(shù)045
2.6效率046
2.6.1等熵效率與輪周效率046
2.6.2多變效率048
2.6.3渦輪的等熵效率049
2.7比轉(zhuǎn)速與比直徑*050
2.8變比熱問題*052
思考與練習(xí)題053
第3章葉輪機(jī)性能特性056
3.1特性的產(chǎn)生056
3.2特性線上的關(guān)鍵工作狀態(tài)059
3.2.1設(shè)計(jì)狀態(tài)059
3.2.2峰值效率狀態(tài)060
3.2.3堵塞狀態(tài)060
3.2.4失速狀態(tài)061
3.2.5喘振狀態(tài)063
3.3壓氣機(jī)通用特性與調(diào)節(jié)064
3.3.1壓氣機(jī)特性試驗(yàn)*064
3.3.2通用特性與無量綱特性068
3.3.3壓縮系統(tǒng)調(diào)節(jié)069
3.3.4航空葉輪機(jī)環(huán)境適應(yīng)性071
3.4多級(jí)壓氣機(jī)性能匹配071
3.4.1設(shè)計(jì)狀態(tài)性能匹配073
3.4.2等轉(zhuǎn)速非設(shè)計(jì)狀態(tài)性能匹配074
3.4.3共同工作非設(shè)計(jì)狀態(tài)性能匹配076
3.4.4多級(jí)壓氣機(jī)的多重特性078
3.5渦輪特性080
3.5.1渦輪相似參數(shù)081
3.5.2渦輪通用特性082
3.5.3多級(jí)渦輪的性能匹配083
3.5.4多轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)自適應(yīng)防喘原理084
3.6壓氣機(jī)與渦輪共同工作085
思考與練習(xí)題087
第4章軸流風(fēng)扇/壓氣機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)088
4.1軸流風(fēng)扇/壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)088
4.1.1葉型結(jié)構(gòu)參數(shù)089
4.1.2基元結(jié)構(gòu)參數(shù)090
4.1.3典型的原始葉型091
4.1.4葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)092
4.2基元級(jí)氣動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)094
4.2.1基元?dú)鈩?dòng)性能參數(shù)094
4.2.2基元級(jí)速度三角形與能量轉(zhuǎn)換098
4.2.3速度三角形簡(jiǎn)化分析103
4.2.4基元級(jí)反力度與軸向力105
4.2.5基元流迎角特性108
4.2.6極限負(fù)荷與兩角一系數(shù)116
4.2.7Smith圖123
4.3壓氣機(jī)級(jí)氣動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)124
4.3.1展向積疊：徑向平衡方程124
4.3.2典型的扭向規(guī)律125
4.3.3二次流動(dòng)與流動(dòng)控制*129
4.4多級(jí)壓氣機(jī)流動(dòng)匹配135
4.4.1多級(jí)壓氣機(jī)匹配設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介135
4.4.2重復(fù)級(jí)現(xiàn)象*139
4.4.3非設(shè)計(jì)狀態(tài)的流動(dòng)失配*140
4.4.4流場(chǎng)識(shí)別與調(diào)試技術(shù)簡(jiǎn)介*142
4.5失速喘振、進(jìn)氣畸變及擴(kuò)穩(wěn)技術(shù)146
4.5.1旋轉(zhuǎn)失速146
4.5.2喘振151
4.5.3進(jìn)氣畸變*153
4.5.4擴(kuò)穩(wěn)技術(shù)157
4.6相似設(shè)計(jì)與相似試驗(yàn)161
4.6.1加級(jí)設(shè)計(jì)161
4.6.2改級(jí)設(shè)計(jì)161
4.6.3縮放設(shè)計(jì)與縮尺試驗(yàn)162
4.6.4進(jìn)氣節(jié)流試驗(yàn)163
思考與練習(xí)題164
第5章軸流渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)168
5.1軸流渦輪葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)168
5.1.1葉型結(jié)構(gòu)參數(shù)169
5.1.2基元結(jié)構(gòu)參數(shù)169
5.1.3葉片結(jié)構(gòu)參數(shù)170
5.2基元級(jí)氣動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)170
5.2.1基元?dú)鈩?dòng)性能參數(shù)170
5.2.2基元級(jí)速度三角形與能量轉(zhuǎn)換172
5.2.3基元級(jí)反力度與軸向力176
5.2.4渦輪基元流動(dòng)178
5.2.5渦輪基元損失180
5.2.6渦輪基元級(jí)Smith圖185
5.3氣冷渦輪的基元流動(dòng)185
5.3.1冷卻的目的185
5.3.2對(duì)流冷卻*187
5.3.3氣膜冷卻*188
5.3.4氣膜冷卻的氣動(dòng)損失*190
5.4渦輪級(jí)與多級(jí)渦輪191
5.4.1基元級(jí)的展向積疊： 徑向平衡方程192
5.4.2典型的扭向規(guī)律192
5.4.3二次流動(dòng)195
5.4.4多級(jí)渦輪198
思考與練習(xí)題201
第6章離心壓氣機(jī)氣動(dòng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)204
6.1離心葉輪204
6.1.1離心葉輪結(jié)構(gòu)參數(shù)205
6.1.2氣動(dòng)性能參數(shù)與速度三角形206
6.1.3速度三角形與能量轉(zhuǎn)換208
6.1.4滑移系數(shù)211
6.1.5離心壓氣機(jī)反力度212
6.2擴(kuò)壓器214
6.2.1無葉擴(kuò)壓器214
6.2.2葉片擴(kuò)壓器215
6.2.3無葉擴(kuò)壓段216
6.2.4管式擴(kuò)壓器216
6.2.5蝸殼217
6.3離心壓氣機(jī)級(jí)218
6.3.1流動(dòng)圖畫218
6.3.2流動(dòng)損失219
6.3.3級(jí)性能匹配221
思考與練習(xí)題222
附錄A葉輪機(jī)氣動(dòng)熱力學(xué)基本方程223
A.1Reynolds輸運(yùn)定理223
A.2質(zhì)量守恒定律與相對(duì)流動(dòng)的連續(xù)方程224
A.2.1三維流動(dòng)連續(xù)方程224
A.2.2一維流動(dòng)流量方程226
A.3動(dòng)量守恒定律與相對(duì)流動(dòng)的動(dòng)量方程227
A.3.1動(dòng)量守恒與受力分析227
A.3.2加速度合成定理228
A.3.3三維流動(dòng)動(dòng)量方程229
A.3.4二維基元流動(dòng)動(dòng)量方程230
A.3.5一維流動(dòng)動(dòng)量方程232
A.3.6動(dòng)量矩方程233
A.4能量守恒定律與相對(duì)流動(dòng)的能量方程234
A.4.1能量守恒與熱、功分析234
A.4.2三維流動(dòng)能量方程235
A.4.3絕對(duì)坐標(biāo)系一維流動(dòng)能量方程237
A.4.4相對(duì)坐標(biāo)系一維流動(dòng)能量方程239
A.5熱力學(xué)第二定律240
A.5.1Clausius不等式240
A.5.2熱力學(xué)關(guān)系式241
附錄B氣動(dòng)熱力學(xué)基礎(chǔ)245
B.1氣體的基本性質(zhì)245
B.1.1國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣245
B.1.2狀態(tài)方程式246
B.1.3比熱247
B.1.4壓縮性與Mach數(shù)249
B.1.5黏性與Reynolds數(shù)251
B.1.6傳熱問題254
B.1.7濕度問題255
B.2氣動(dòng)熱力學(xué)函數(shù)256
B.2.1氣流的滯止256
B.2.2氣動(dòng)函數(shù)257
B.2.3流量函數(shù)259
B.3膨脹波、壓縮波與激波260
B.3.1弱擾動(dòng)在氣流中的傳播260
B.3.2膨脹波261
B.3.3壓縮波262
B.3.4弱波的反射和相交262
B.3.5激波264
B.3.6激波的反射和相交266
B.3.7錐面激波268
B.4旋渦運(yùn)動(dòng)的基本理論269
B.4.1渦線和渦管269
B.4.2速度環(huán)量270
B.4.3Stokes定理271
B.4.4Kelvin定理（Thomson定理）273
B.4.5Helmholtz旋渦三定理275
B.4.6旋渦附近的速度分布（Biot-Savart公式）276
B.4.7點(diǎn)渦277
附錄C相似理論基礎(chǔ)279
C.1什么是相似279
C.2流動(dòng)的相似條件280
C.3相似三定律282
C.4量綱分析284
參考文獻(xiàn)287
中英文對(duì)照表293
索引298
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