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第5章 涡轮泵设计&章本立 陶维国 何恢蓉1

5.1概述1

5.1.1涡轮泵的地位与功用1

5.1.2涡轮泵的分类和组成2

5.1.3涡轮泵的工作过程与特点10

5.2涡轮泵总体设计14

5.2.1发动机对涡轮泵的要求14

5.2.2评价涡轮泵的主要指标14

5.2.3涡轮泵性能优化16

5.2.4涡轮泵的设计过程18

5.2.5涡轮泵设计参数的选择20

5.2.6涡轮泵方案的初步设计34

5.2.7涡轮泵型式和总体结构布局37

5.2.8涡轮泵总体设计的几项原则41

5.3涡轮设计43

5.3.1涡轮的工作过程、用途和分类43

5.3.2涡轮型式的选择和设计步骤44

5.3.3涡轮喷嘴设计47

5.3.4涡轮动叶栅设计60

5.3.5涡轮级设计70

5.3.6涡轮级的损失和效率75

5.3.7多级涡轮81

5.3.8涡轮结构设计87

5.3.9涡轮叶片的强度校核94

5.3.10涡轮盘的强度计算99

5.3.11轮盘强度校核106

5.4泵的设计107

5.4.1泵的基本参数和分类107

5.4.2离心泵的设计和计算118

5.4.3泵体过流部分的设计和计算140

5.4.4泵的轴向力、径向力及其平衡146

5.5泵的气蚀148

5.5.1气蚀现象和发生机理148

5.5.2净正抽吸压头和气蚀比转速149

5.6诱导轮设计153

5.6.1诱导轮的功用和分类153

5.6.2诱导轮最佳进口直径的确定155

5.6.3诱导轮的最佳流量系数和最大气蚀比转速156

5.6.4诱导轮主要几何参数的选择159

5.6.5变螺距诱导轮162

5.6.6诱导轮的扬程计算163

5.7轴承、密封及齿轮的设计164

5.7.1轴承设计164

5.7.2密封设计170

5.7.3齿轮设计177

5.8涡轮泵试验179

5.8.1液压和气密性试验179

5.8.2介质运转试验179

5.8.3运转破坏性试验180

5.8.4泵的性能试验和气蚀试验180

5.8.5涡轮泵转子平衡试验182

5.8.6涡轮性能试验184

5.8.7涡轮泵联动试验185

参考文献186

第6章 阀门和调节器设计&章裕昆188

6.1概述188

6.2阀门设计原则190

6.2.1阀门的工作条件190

6.2.2阀门的基本设计要求191

6.2.3影响阀门设计的主要因素194

6.2.4阀门结构类型的选择200

6.3隔离阀设计206

6.3.1隔离阀的设计要求206

6.3.2隔离阀的典型结构207

6.4断流阀设计215

6.4.1菌阀215

6.4.2蝶阀216

6.4.3球阀222

6.5电磁阀设计225

6.5.1电磁阀的工作原理及典型结构226

6.5.2电磁吸力计算230

6.5.3软磁材料的选择233

6.5.4响应时间计算234

6.5.5电磁阀的设计要点240

6.5.6快速动作电磁阀244

6.6电爆阀设计246

6.7气体减压器设计254

6.7.1减压器的工作原理及典型结构254

6.7.2减压器的特性261

6.7.3减压器结构型式的选择270

6.7.4减压器主要元件设计271

6.8液体调节器设计279

6.8.1设计要求279

6.8.2典型结构及其特点280

6.8.3静态特性291

6.9密封结构设计293

6.9.1泄漏与密封294

6.9.2几种密封结构302

6.10阀门的装配和试验312

6.10.1装配和试验要求312

6.10.2检漏317

6.10.3流阻测量324

6.10.4环境模拟试验327

6.10.5动态特性试验329

6.11阀门的工作可靠性335

6.11.1故障分析335

6.11.2提高阀门工作可靠性的途径340

参考文献343

第7章 液氧/液氢发动机设计&江希凡345

7.1概述345

7.1.1推进剂的特点345

7.1.2应用领域346

7.2系统设计346

7.2.1系统方案选择346

7.2.2吹除和预冷349

7.2.3启动方式352

7.2.4液氢排放系统353

7.3推力室设计354

7.3.1喷注器354

7.3.2燃烧室356

7.3.3喷管延伸段357

7.3.4点火方式357

7.3.5燃气发生器358

7.4涡轮泵设计360

7.4.1总体布局360

7.4.2转速和动态稳定性360

7.4.3泵361

7.4.4涡轮362

7.4.5轴承363

7.4.6密封364

7.4.7齿轮366

7.5阀门和调节器设计366

7.5.1阀门的类型和功能366

7.5.2调节器的类型368

7.5.3低温推进剂的影响370

7.5.4密封结构和材料选择371

7.5.5运动件的配合和导向373

7.5.6绝热与吹除374

7.5.7阻尼和刚度375

7.5.8材料选择与处理375

7.6总体设计376

7.6.1发动机的绝热376

7.6.2总装元件377

7.6.3管路密封379

7.7发动机试验380

7.7.1组件试验381

7.7.2发动机系统试验382

7.7.3运载火箭级的推进系统试验382

7.7.4试验时的注意事项383

参考文献383

第8章 空间发动机设计&黄耀坤 王衍方384

8.1概述384

8.1.1空间发动机的用途385

8.1.2空间发动机的特点385

8.2系统设计387

8.2.1推进剂和供应系统的选择387

8.2.2系统参数的确定388

8.2.3系统方案的确定391

8.3推力室设计395

8.3.1单组元肼分解推力室395

8.3.2双组元推进剂推力室410

8.4阀门设计413

8.4.1空间环境的主要影响414

8.4.2设计考虑417

8.5高压气瓶和推进剂贮箱设计419

8.5.1高压气瓶设计419

8.5.2推进剂贮箱设计423

8.6发动机试验437

8.6.1高空模拟试验437

8.6.2高低温试验438

8.6.3力学环境试验439

8.6.4气候环境试验439

参考文献440

第9章 可靠性设计&董锡鉴442

9.1概述442

9.2性能可靠性设计443

9.2.1性能可靠性和工程能力指数443

9.2.2影响性能可靠性的因素445

9.2.3提高性能可靠性的措施450

9.2.4性能可靠性模型456

9.2.5性能可靠性预测463

9.2.6性能可靠性分配464

9.2.7性能可靠性评定465

9.3结构可靠性设计468

9.3.1寿命、结构可靠性和失效率468

9.3.2结构故障的形成原因470

9.3.3提高结构可靠性的措施474

9.3.4结构可靠性模型477

9.3.5结构可靠性设计496

9.3.6结构可靠性评定503

参考文献511