目錄
渦輪機(jī)械與推進(jìn)系統(tǒng)出版項(xiàng)目·序
“兩機(jī)”專項(xiàng)： 航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)出版工程·序
前言
第1章航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪概述
1.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸流式渦輪工作原理002
1.1.1航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱力循環(huán)及渦輪熱力學(xué)過(guò)程002
1.1.2航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸流式渦輪工作原理003
1.2渦輪的基本類型003
1.2.1按結(jié)構(gòu)劃分004
1.2.2按功能劃分005
1.2.3按氣動(dòng)特征劃分005
1.2.4按有無(wú)冷氣劃分005
1.3航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸流式渦輪的基本構(gòu)成006
1.4渦輪技術(shù)發(fā)展歷程007
參考文獻(xiàn)010
第2章渦輪設(shè)計(jì)需求分析及設(shè)計(jì)體系
2.1渦輪設(shè)計(jì)需求分析和設(shè)計(jì)原則011
2.1.1氣動(dòng)設(shè)計(jì)需求012
2.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求014
2.1.3冷卻與傳熱設(shè)計(jì)需求015
2.2渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)方法018
2.3渦輪冷卻與傳熱設(shè)計(jì)方法022
2.3.1基本傳熱原理022
2.3.2外部冷卻技術(shù)023
2.3.3內(nèi)部冷卻技術(shù)023
2.3.4綜合冷卻技術(shù)024
2.4渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法024
2.4.1結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析024
2.4.2渦輪承載能力——AN2025
2.4.3結(jié)構(gòu)可靠性026
2.4.4結(jié)構(gòu)安全性028
2.5渦輪設(shè)計(jì)體系029
參考文獻(xiàn)036
第3章渦輪氣動(dòng)設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)依據(jù)037
3.1.1總體性能設(shè)計(jì)要求037
3.1.2氣體工質(zhì)039
3.1.3設(shè)計(jì)狀態(tài)點(diǎn)039
3.1.4冷卻方案及冷氣分配039
3.1.5渦輪效率及定義041
3.1.6燃燒室出口OTDF、RTDF需求042
3.1.7渦輪轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向043
3.1.8結(jié)構(gòu)尺寸約束043
3.2氣動(dòng)方案論證044
3.2.1方案論證方法及流程044
3.2.2主要參數(shù)選取044
3.3渦輪氣動(dòng)通流設(shè)計(jì)050
3.3.1通流設(shè)計(jì)的概念050
3.3.2子午流道設(shè)計(jì)051
3.3.3通流設(shè)計(jì)準(zhǔn)則056
3.3.4通流設(shè)計(jì)中的損失057
3.4葉型設(shè)計(jì)060
3.4.1葉型設(shè)計(jì)的依據(jù)及要求060
3.4.2平面葉柵的造型060
3.5葉柵繞流分析065
3.6渦輪三維流場(chǎng)分析066
3.6.1渦輪三維流動(dòng)特點(diǎn)066
3.6.2三維損失介紹066
3.6.3三維氣動(dòng)設(shè)計(jì)（定常、非定常）067
3.6.4三維氣動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)介紹070
3.7渦輪特性分析071
3.7.1渦輪計(jì)算特性072
3.7.2渦輪試驗(yàn)特性073
3.7.3典型渦輪特性及特點(diǎn)分析073
3.7.4渦輪特性修正075
3.8冷卻渦輪三維精細(xì)化設(shè)計(jì)076
3.8.1引言076
3.8.2冷氣與主流耦合的精細(xì)化設(shè)計(jì)077
3.8.3徑向間隙流動(dòng)機(jī)理和精細(xì)化設(shè)計(jì)080
3.8.4多級(jí)靜子容腔083
3.8.5可調(diào)靜子間隙流動(dòng)086
3.8.6軸向間隙流動(dòng)機(jī)理和精細(xì)化設(shè)計(jì)088
3.8.7渦輪盤腔引氣流動(dòng)精細(xì)化設(shè)計(jì)090
3.8.8渦輪級(jí)間過(guò)渡段、進(jìn)排氣段的精細(xì)化設(shè)計(jì)091
3.8.9渦輪部件與燃燒室一體化分析和設(shè)計(jì)094
3.8.10渦輪部件與下游部件一體化分析和設(shè)計(jì)097
3.9渦輪流動(dòng)數(shù)值模擬手段應(yīng)用中的若干問(wèn)題099
3.9.1物理模型方面099
3.9.2數(shù)值方法方面100
3.9.3研究環(huán)境方面100
3.9.4研究對(duì)象方面101
3.9.5物理認(rèn)知方面101
參考文獻(xiàn)102
第4章渦輪冷卻與傳熱設(shè)計(jì)
4.1設(shè)計(jì)依據(jù)103
4.1.1設(shè)計(jì)準(zhǔn)則103
4.1.2適航要求104
4.1.3可靠性和安全性要求104
4.1.4設(shè)計(jì)條件104
4.2冷卻流路設(shè)計(jì)105
4.2.1渦輪冷卻葉片供氣流路105
4.2.2渦輪盤軸冷卻與封嚴(yán)流路108
4.2.3渦輪機(jī)匣冷卻與間隙控制流路109
4.3典型冷卻結(jié)構(gòu)的形式與特點(diǎn)110
4.3.1渦輪葉片氣膜冷卻結(jié)構(gòu)112
4.3.2渦輪緣板、外環(huán)的氣膜冷卻結(jié)構(gòu)119
4.3.3渦輪內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)127
4.3.4渦輪冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需關(guān)注的問(wèn)題135
4.4渦輪葉片傳熱分析方法136
4.4.1外換熱計(jì)算方法137
4.4.2內(nèi)流換熱計(jì)算方法139
4.4.3葉片溫度場(chǎng)計(jì)算方法144
4.5多場(chǎng)耦合設(shè)計(jì)分析簡(jiǎn)介145
4.5.1渦輪部件的一維流體/二維固體流熱耦合分析146
4.5.2氣冷渦輪葉片的流熱固耦合分析147
4.5.3空氣系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與傳熱耦合分析148
4.6冷卻仿真技術(shù)149
參考文獻(xiàn)154
第5章渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1設(shè)計(jì)依據(jù)156
5.1.1渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求來(lái)源157
5.1.2渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)158
5.1.3渦輪結(jié)構(gòu)各階段設(shè)計(jì)內(nèi)容159
5.1.4渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入輸出159
5.2渦輪結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)163
5.2.1渦輪結(jié)構(gòu)布局綜述163
5.2.2渦輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及影響其布局的因素163
5.2.3國(guó)外渦輪結(jié)構(gòu)布局簡(jiǎn)介164
5.3渦輪材料與工藝172
5.3.1渦輪構(gòu)件常用材料172
5.3.2渦輪構(gòu)件典型制造工藝174
5.3.3渦輪新材料與新工藝的選用177
5.4渦輪靜子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)178
5.4.1渦輪靜子常用結(jié)構(gòu)179
5.4.2渦輪導(dǎo)向器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)179
5.4.3渦輪機(jī)匣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)187
5.4.4渦輪后機(jī)匣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)197
5.5渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)200
5.5.1渦輪轉(zhuǎn)子的典型結(jié)構(gòu)200
5.5.2渦輪轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計(jì)204
5.5.3渦輪盤設(shè)計(jì)230
5.5.4渦輪軸245
5.6“六性”設(shè)計(jì)249
5.6.1可靠性要求250
5.6.2維修性要求252
5.6.3保障性要求254
5.6.4測(cè)試性要求255
5.6.5安全性要求255
5.6.6環(huán)境適應(yīng)性要求255
5.7結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仿真技術(shù)256
參考文獻(xiàn)262
第6章渦輪試驗(yàn)驗(yàn)證
6.1試驗(yàn)驗(yàn)證規(guī)劃263
6.2渦輪氣動(dòng)試驗(yàn)265
6.2.1平面葉柵試驗(yàn)265
6.2.2導(dǎo)向器環(huán)形葉柵吹風(fēng)試驗(yàn)266
6.2.3渦輪級(jí)性能試驗(yàn)267
6.3渦輪傳熱試驗(yàn)269
6.3.1渦輪葉片流量特性試驗(yàn)269
6.3.2渦輪葉片冷卻效果試驗(yàn)271
6.4渦輪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度試驗(yàn)275
6.4.1靜強(qiáng)度試驗(yàn)275
6.4.2疲勞試驗(yàn)281
6.4.3包容性試驗(yàn)287
6.5渦輪環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)287
6.5.1抗腐蝕性試驗(yàn)288
6.5.2吞砂試驗(yàn)289
參考文獻(xiàn)291
第7章渦輪先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)展望
7.1多學(xué)科耦合設(shè)計(jì)技術(shù)293
7.1.1渦輪多學(xué)科耦合問(wèn)題293
7.1.2多學(xué)科耦合問(wèn)題的求解方法296
7.1.3渦輪多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)298
7.2先進(jìn)氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)302
7.2.1先進(jìn)葉型設(shè)計(jì)技術(shù)302
7.2.2高載荷葉柵設(shè)計(jì)技術(shù)307
7.2.3端區(qū)設(shè)計(jì)技術(shù)309
7.3先進(jìn)冷卻設(shè)計(jì)技術(shù)312
7.3.1渦輪微尺度冷卻理念介紹312
7.3.2微尺度氣膜冷卻技術(shù)315
7.3.3微尺度通道冷卻技術(shù)318
7.3.4微尺度射流沖擊冷卻技術(shù)321
7.4先進(jìn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)技術(shù)324
7.4.1先進(jìn)渦輪構(gòu)型設(shè)計(jì)技術(shù)324
7.4.2先進(jìn)渦輪強(qiáng)度設(shè)計(jì)技術(shù)326
7.4.3渦輪先進(jìn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度涉及的材料與制造技術(shù)328
參考文獻(xiàn)332