透平机械中的流体力学与热力学

内容概要

S. L. 狄克逊（S. L. Dixon），高级研究员，利物浦大学工程系。

C. A. 霍尔（C. A. Hall），透平机械讲师，剑桥大学工程系。

书籍目录

译者序

第7版序

致谢

符号表

第1章 绪论：基本原理

1.1 透平机械的定义

1.2 坐标系

1.3 基本定律

1.4 连续方程

1.5 热力学第一定律

1.6 动量方程

1.7 热力学第二定律——熵

1.8 伯努利方程

1.9 流体的热力学性质

1.10 完全气体可压缩流的关系式

1.11 效率的定义

1.12 小焓差级或多变效率

1.13 透平机械内流动的固有不稳定性

习题

第2章 量纲分析：相似原理

2.1 量纲分析和确定性能的定律

2.2 不可压缩流体分析

2.3 低速透平机械的性能特性

2.4 可压缩流体分析

2.5 高速透平机械的性能特性

2.6 比转速及比直径

2.7 空化

习题

第3章 二维叶栅

3.1 引言

3.2 叶栅几何特性

3.3 叶栅流动特性

3.4 叶栅受力分析

3.5 压气机叶栅性能

3.6 涡轮机叶栅

3.7 叶栅数值分析

习题

第4章 轴流式涡轮机：中径流线分析及设计

4.1 引言

4.2 轴流式涡轮机级的速度三角形

4.3 涡轮机级设计参数

4.4 轴流式涡轮机级的热力学

4.5 重复级涡轮机

4.6 级损失与级效率

4.7 轴流式涡轮机的初步设计

4.8 涡轮机类型

4.9 反动度对效率的影响

4.10 流体在叶片排中的扩压

4.11 Smith（1965）效率关联式

4.12 涡轮机级设计工况的效率

4.13 涡轮机动叶片的应力

4.14 涡轮机叶片的冷却

4.15 涡轮机流量特性

习题

第5章 轴流压气机与涵道风扇

5.1 引言

5.2 压气机级的中径流线分析

5.3 压气机级的速度三角形

5.4 压气机级的热力学

5.5 级的损失关系式及效率

5.6 压气机动叶栅的中径流线计算

5.7 压气机级的初步设计

5.8 非设计工况性能

5.9 多级压气机性能

5.10 高马赫数压气机级

5.11 压气机中的失速和喘振现象

5.12 低速涵道风扇

习题

第6章 轴流式透平机械的三维流动

6.1 引言

6.2 径向平衡理论

6.3 间接问题

6.4 直接问题

6.5 通过静叶片排的可压缩流动

6.6 等比质量流型

6.7 级的非设计工况性能

6.8 采用自由涡流型的涡轮机级

6.9 激盘法

6.10 通流计算方法

6.11 三维流场特征

6.12 三维设计

6.13 三维计算流体动力学的应用

习题

第7章 离心式泵、风机和压气机

7.1 引言

7.2 一些定义

7.3 离心压气机的热力学分析

7.4 压气机进口速度的限制

7.5 泵的进口设计

7.6 离心压气机进口设计

7.7 滑移系数

7.8 统一的滑移系数关联式

7.9 离心式泵的压头

7.10 离心压气机性能

7.11 扩压器系统

7.12 扩压器性能参数

7.13 压气机级的阻塞

习题

第8章 径流式燃气涡轮机

8.1 引言

8.2 向心式涡轮机的类型

8.3 90°向心式涡轮机的热力学分析

8.4 转子的基本设计

8.5 标称设计工况效率

8.6 一些马赫数关系式

8.7 涡壳与静叶

8.8 关于最佳效率的一些讨论

8.9 最小叶片数准则

8.10 转子出口的设计依据

8.11 比转速的意义及应用

8.12 90°向心式涡轮机的优化设计选择

8.13 间隙和鼓风损失

8.14 冷却式90°向心式涡轮机

习题

第9章 水轮机

9.1 引言

9.2 水轮机

9.3 冲击式水轮机

9.4 反动式水轮机

9.5 混流式水轮机

9.6 转浆式水轮机（Kaplan 水轮机）

9.7 尺寸对透平机械效率的影响

9.8 水轮机汽蚀

9.9 CFD在水轮机设计中的应用

9.10 威尔斯涡轮机

9.11 潮汐能发电

习题

第10章 风力机

10.1 引言

10.2 风力机的类型

10.3 风力机性能测量

10.4 年发电量

10.5 风力数据统计分析

10.6 致动盘方法

10.7 叶片基元理论介绍

10.8 叶片基元动量方法（BEM方法）

10.9 转子结构

10.10 最佳工况的输出功率

10.11 对水平轴风力机叶片翼型的要求

10.12 叶片制造的发展

10.13 控制方法（启动、调整和停机）

10.14 叶尖形状

10.15 性能测试

10.16 性能预测程序

10.17 环境问题

10.18 最大型的风力机

10.19 结束语

习题

附录A：大型涡轮增压器轴流涡轮机的初步设计

附录B：涡轮增压器离心压气机的初步设计

附录C：完全气体可压缩流动气体动力函数表

附录D：英美制单位与国际单位制的换算

附录E：水蒸汽焓熵图

附录F：习题答案

作者简介

透平机械亦称为叶轮机械和涡轮机械，广泛应用于发电、化工、航空航天、舰船动力等领域。《透平机械中的流体力学与热力学》（第7版）涵盖了透平机械中的流体力学和热力学基础知识，是该领域的重要书籍，并对常见的轴流式、径流式和混流式透平机械，如压气机、泵、涡轮机、水轮机和风力机等的基本原理、工作性能和初步设计进行了充分阐述。本书可以作为高年级本科生和研究生的透平机械主要教材，也可作为从事航空航天、电力、油气以及其他有关透平机械设计及运行行业的专业技术人员的参考书。

第7版更新：

·介绍了更多类型的透平机械，包括离心式泵和燃气涡轮机

·添加了数值计算方法，包括计算流体动力学和有限元分析技巧在透平机械领域的应用

·提供了更多的习题和算例

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