目錄
叢書序
前言
符號表
第1章緒論001
1.1什么是葉輪機械001
1.1.1葉輪機械定義002
1.1.2葉輪機分類簡介002
1.2航空發(fā)動機中的葉輪機003
1.2.1航空葉輪機結(jié)構(gòu)布局特征003
1.2.2航空葉輪機氣動布局特征004
1.2.3航空葉輪機的起源006
1.3葉輪機內(nèi)部流動的復(fù)雜性008
1.3.1葉輪機內(nèi)部流動的復(fù)雜性009
1.3.2復(fù)雜問題的典型簡化假設(shè)011
1.3.3葉輪機設(shè)計過程簡介013
1.4航空葉輪機設(shè)計特點與技術(shù)發(fā)展013
1.4.1葉輪機性能對航空發(fā)動機的影響015
1.4.2缺一不可的工程設(shè)計三要素019
1.4.3葉輪機現(xiàn)代設(shè)計特點021
思考和練習(xí)題023
第2章葉輪機基本性能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氣動熱力參數(shù)的變化趨勢042
2.5增壓比/落壓比042
2.5.1靜對靜壓比與總對總壓比042
2.5.2總對靜壓比與余速動能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壓氣機通用特性與調(diào)節(jié)064
3.3.1壓氣機特性試驗*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航空葉輪機環(huán)境適應(yīng)性071
3.4多級壓氣機性能匹配071
3.4.1設(shè)計狀態(tài)性能匹配073
3.4.2等轉(zhuǎn)速非設(shè)計狀態(tài)性能匹配074
3.4.3共同工作非設(shè)計狀態(tài)性能匹配076
3.4.4多級壓氣機的多重特性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多級渦輪的性能匹配083
3.5.4多轉(zhuǎn)子發(fā)動機自適應(yīng)防喘原理084
3.6壓氣機與渦輪共同工作085
思考與練習(xí)題087
第4章軸流風(fēng)扇/壓氣機氣動設(shè)計基礎(chǔ)088
4.1軸流風(fēng)扇/壓氣機葉片結(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基元級氣動設(shè)計基礎(chǔ)094
4.2.1基元氣動性能參數(shù)094
4.2.2基元級速度三角形與能量轉(zhuǎn)換098
4.2.3速度三角形簡化分析103
4.2.4基元級反力度與軸向力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壓氣機級氣動設(shè)計基礎(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
4.3.3二次流動與流動控制*129
4.4多級壓氣機流動匹配135
4.4.1多級壓氣機匹配設(shè)計簡介135
4.4.2重復(fù)級現(xiàn)象*139
4.4.3非設(shè)計狀態(tài)的流動失配*140
4.4.4流場識別與調(diào)試技術(shù)簡介*142
4.5失速喘振、進氣畸變及擴穩(wěn)技術(shù)146
4.5.1旋轉(zhuǎn)失速146
4.5.2喘振151
4.5.3進氣畸變*153
4.5.4擴穩(wěn)技術(shù)157
4.6相似設(shè)計與相似試驗161
4.6.1加級設(shè)計161
4.6.2改級設(shè)計161
4.6.3縮放設(shè)計與縮尺試驗162
4.6.4進氣節(jié)流試驗163
思考與練習(xí)題164
第5章軸流渦輪氣動設(shè)計基礎(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基元級氣動設(shè)計基礎(chǔ)170
5.2.1基元氣動性能參數(shù)170
5.2.2基元級速度三角形與能量轉(zhuǎn)換172
5.2.3基元級反力度與軸向力176
5.2.4渦輪基元流動178
5.2.5渦輪基元損失180
5.2.6渦輪基元級Smith圖185
5.3氣冷渦輪的基元流動185
5.3.1冷卻的目的185
5.3.2對流冷卻*187
5.3.3氣膜冷卻*188
5.3.4氣膜冷卻的氣動損失*190
5.4渦輪級與多級渦輪191
5.4.1基元級的展向積疊： 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195
5.4.4多級渦輪198
思考與練習(xí)題201
第6章離心壓氣機氣動設(shè)計基礎(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離心壓氣機反力度212
6.2擴壓器214
6.2.1無葉擴壓器214
6.2.2葉片擴壓器215
6.2.3無葉擴壓段216
6.2.4管式擴壓器216
6.2.5蝸殼217
6.3離心壓氣機級218
6.3.1流動圖畫218
6.3.2流動損失219
6.3.3級性能匹配221
思考與練習(xí)題222
附錄A葉輪機氣動熱力學(xué)基本方程223
A.1Reynolds輸運定理223
A.2質(zhì)量守恒定律與相對流動的連續(xù)方程224
A.2.1三維流動連續(xù)方程224
A.2.2一維流動流量方程226
A.3動量守恒定律與相對流動的動量方程227
A.3.1動量守恒與受力分析227
A.3.2加速度合成定理228
A.3.3三維流動動量方程229
A.3.4二維基元流動動量方程230
A.3.5一維流動動量方程232
A.3.6動量矩方程233
A.4能量守恒定律與相對流動的能量方程234
A.4.1能量守恒與熱、功分析234
A.4.2三維流動能量方程235
A.4.3絕對坐標(biāo)系一維流動能量方程237
A.4.4相對坐標(biāo)系一維流動能量方程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氣動熱力學(xué)基礎(chǔ)245
B.1氣體的基本性質(zhì)245
B.1.1國際標(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氣動熱力學(xué)函數(shù)256
B.2.1氣流的滯止256
B.2.2氣動函數(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旋渦運動的基本理論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287
中英文對照表293
索引298