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第1章 绪论：基本原理1

1.1 透平机械的定义1

1.2 坐标系2

1.3 基本定律5

1.4 连续方程5

1.5 热力学第一定律6

1.6 动量方程7

1.7 热力学第二定律——熵9

1.8 伯努利方程10

1.9 流体的热力学性质11

1.10 完全气体可压缩流的关系式14

1.11 效率的定义17

1.12 小焓差级或多变效率21

1.13 透平机械内流动的固有不稳定性26

习题27

参考文献28

第2章 量纲分析：相似原理31

2.1 量纲分析和确定性能的定律31

2.2 不可压缩流体分析32

2.3 低速透平机械的性能特性33

2.4 可压缩流体分析35

2.5 高速透平机械的性能特性38

2.6 比转速及比直径41

2.7 空化49

习题50

参考文献52

第3章 二维叶栅55

3.1 引言55

3.2 叶栅几何特性57

3.3 叶栅流动特性60

3.4 叶栅受力分析63

3.5 压气机叶栅性能66

3.6 涡轮机叶栅75

3.7 叶栅数值分析85

习题89

参考文献91

第4章 轴流式涡轮机：中径流线分析及设计93

4.1 引言93

4.2 轴流式涡轮机级的速度三角形95

4.3 涡轮机级设计参数95

4.4 轴流式涡轮机级的热力学96

4.5 重复级涡轮机98

4.6 级损失与级效率99

4.7 轴流式涡轮机的初步设计104

4.8 涡轮机类型106

4.9 反动度对效率的影响110

4.10 流体在叶片排中的扩压111

4.11 Smith（1965）效率关联式113

4.12 涡轮机级设计工况的效率115

4.13 涡轮机动叶片的应力118

4.14 涡轮机叶片的冷却123

4.15 涡轮机流量特性125

习题128

参考文献131

第5章 轴流压气机与涵道风扇133

5.1 引言133

5.2 压气机级的中径流线分析134

5.3 压气机级的速度三角形135

5.4 压气机级的热力学136

5.5 级的损失关系式及效率136

5.6 压气机动叶栅的中径流线计算139

5.7 压气机级的初步设计142

5.8 非设计工况性能147

5.9 多级压气机性能148

5.10 高马赫数压气机级154

5.11 压气机中的失速和喘振现象156

5.12 低速涵道风扇160

习题164

参考文献167

第6章 轴流式透平机械的三维流动169

6.1 引言169

6.2 径向平衡理论169

6.3 间接问题171

6.4 直接问题178

6.5 通过静叶片排的可压缩流动180

6.6 等比质量流型181

6.7 级的非设计工况性能182

6.8 采用自由涡流型的涡轮机级183

6.9 激盘法185

6.10 通流计算方法191

6.11 三维流场特征194

6.12 三维设计198

6.13 三维计算流体动力学的应用200

习是204

参考文献208

第7章 离心式泵、风机和压气机210

7.1 引言210

7.2 一些定义213

7.3 离心压气机的热力学分析214

7.4 压气机进口速度的限制216

7.5 泵的进口设计217

7.6 离心压气机进口设计218

7.7 滑移系数223

7.8 统一的滑移系数关联式227

7.9 离心式泵的压头230

7.10 离心压气机性能232

7.11 扩压器系统239

7.12 扩压器性能参数242

7.13 压气机级的阻塞246

习题247

参考文献251

第8章 径流式燃气涡轮机253

8.1 引言253

8.2 向心式涡轮机的类型254

8.3 90°向心式涡轮机的热力学分析256

8.4 转子的基本设计257

8.5 标称设计工况效率258

8.6 一些马赫数关系式261

8.7 涡壳与静叶262

8.8 关于最佳效率的一些讨论265

8.9 最小叶片数准则269

8.10 转子出口的设计依据271

8.11 比转速的意义及应用275

8.12 90°向心式涡轮机的优化设计选择278

8.13 间隙和鼓风损失280

8.14 冷却式90°向心式涡轮机280

习题281

参考文献284

第9章 水轮机286

9.1 引言286

9.2 水轮机289

9.3 冲击式水轮机291

9.4 反动式水轮机300

9.5 混流式水轮机300

9.6 转浆式水轮机（Kaplan水轮机）307

9.7 尺寸对透平机械效率的影响310

9.8 水轮机汽蚀311

9.9 CFD在水轮机设计中的应用316

9.10 威尔斯涡轮机316

9.11 潮汐能发电325

习题328

参考文献332

第10章 风力机333

10.1 引言333

10.2 风力机的类型336

10.3 风力机性能测量339

10.4 年发电量342

10.5 风力数据统计分析342

10.6 致动盘方法344

10.7 叶片基元理论介绍350

10.8 叶片基元动量方法（BEM方法）355

10.9 转子结构363

10.10 最佳工况的输出功率369

10.11 对水平轴风力机叶片翼型的要求369

10.12 叶片制造的发展370

10.13 控制方法（启动、调整和停机）372

10.14 叶尖形状376

10.15 性能测试376

10.16 性能预测程序377

10.17 环境问题380

10.18 最大型的风力机381

10.19 结束语381

习题382

参考文献383

附录A：大型涡轮增压器轴流涡轮机的初步设计385

附录B：涡轮增压器离心压气机的初步设计393

附录C：完全气体可压缩流动气体动力函数表400

附录D：英美制单位与国际单位制的换算411

附录E：水蒸汽焓熵图412

附录F：习题答案413