目錄
渦輪機械與推進系統(tǒng)出版項目·序
“兩機”專項： 航空發(fā)動機技術(shù)出版工程·序
前言
第1章航空發(fā)動機渦輪概述
1.1航空發(fā)動機軸流式渦輪工作原理002
1.1.1航空發(fā)動機熱力循環(huán)及渦輪熱力學過程002
1.1.2航空發(fā)動機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按氣動特征劃分005
1.2.4按有無冷氣劃分005
1.3航空發(fā)動機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010
第2章渦輪設(shè)計需求分析及設(shè)計體系
2.1渦輪設(shè)計需求分析和設(shè)計原則011
2.1.1氣動設(shè)計需求012
2.1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計需求014
2.1.3冷卻與傳熱設(shè)計需求015
2.2渦輪氣動設(shè)計方法018
2.3渦輪冷卻與傳熱設(shè)計方法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)計體系029
參考文獻036
第3章渦輪氣動設(shè)計
3.1設(shè)計依據(jù)037
3.1.1總體性能設(shè)計要求037
3.1.2氣體工質(zhì)039
3.1.3設(shè)計狀態(tài)點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渦輪氣動通流設(shè)計050
3.3.1通流設(shè)計的概念050
3.3.2子午流道設(shè)計051
3.3.3通流設(shè)計準則056
3.3.4通流設(shè)計中的損失057
3.4葉型設(shè)計060
3.4.1葉型設(shè)計的依據(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渦輪三維流場分析066
3.6.1渦輪三維流動特點066
3.6.2三維損失介紹066
3.6.3三維氣動設(shè)計（定常、非定常）067
3.6.4三維氣動優(yōu)化設(shè)計介紹070
3.7渦輪特性分析071
3.7.1渦輪計算特性072
3.7.2渦輪試驗特性073
3.7.3典型渦輪特性及特點分析073
3.7.4渦輪特性修正075
3.8冷卻渦輪三維精細化設(shè)計076
3.8.1引言076
3.8.2冷氣與主流耦合的精細化設(shè)計077
3.8.3徑向間隙流動機理和精細化設(shè)計080
3.8.4多級靜子容腔083
3.8.5可調(diào)靜子間隙流動086
3.8.6軸向間隙流動機理和精細化設(shè)計088
3.8.7渦輪盤腔引氣流動精細化設(shè)計090
3.8.8渦輪級間過渡段、進排氣段的精細化設(shè)計091
3.8.9渦輪部件與燃燒室一體化分析和設(shè)計094
3.8.10渦輪部件與下游部件一體化分析和設(shè)計097
3.9渦輪流動數(shù)值模擬手段應(yīng)用中的若干問題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研究對象方面101
3.9.5物理認知方面101
參考文獻102
第4章渦輪冷卻與傳熱設(shè)計
4.1設(shè)計依據(jù)103
4.1.1設(shè)計準則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)計條件104
4.2冷卻流路設(shè)計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流路108
4.2.3渦輪機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)計中需關(guān)注的問題135
4.4渦輪葉片傳熱分析方法136
4.4.1外換熱計算方法137
4.4.2內(nèi)流換熱計算方法139
4.4.3葉片溫度場計算方法144
4.5多場耦合設(shè)計分析簡介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154
第5章渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.1設(shè)計依據(jù)156
5.1.1渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計需求來源157
5.1.2渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計原始數(shù)據(jù)158
5.1.3渦輪結(jié)構(gòu)各階段設(shè)計內(nèi)容159
5.1.4渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)計輸入輸出159
5.2渦輪結(jié)構(gòu)布局設(shè)計163
5.2.1渦輪結(jié)構(gòu)布局綜述163
5.2.2渦輪結(jié)構(gòu)特點及影響其布局的因素163
5.2.3國外渦輪結(jié)構(gòu)布局簡介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178
5.4.1渦輪靜子常用結(jié)構(gòu)179
5.4.2渦輪導向器結(jié)構(gòu)設(shè)計179
5.4.3渦輪機匣結(jié)構(gòu)設(shè)計187
5.4.4渦輪后機匣結(jié)構(gòu)設(shè)計197
5.5渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計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204
5.5.3渦輪盤設(shè)計230
5.5.4渦輪軸245
5.6“六性”設(shè)計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)強度仿真技術(shù)256
參考文獻262
第6章渦輪試驗驗證
6.1試驗驗證規(guī)劃263
6.2渦輪氣動試驗265
6.2.1平面葉柵試驗265
6.2.2導向器環(huán)形葉柵吹風試驗266
6.2.3渦輪級性能試驗267
6.3渦輪傳熱試驗269
6.3.1渦輪葉片流量特性試驗269
6.3.2渦輪葉片冷卻效果試驗271
6.4渦輪結(jié)構(gòu)強度試驗275
6.4.1靜強度試驗275
6.4.2疲勞試驗281
6.4.3包容性試驗287
6.5渦輪環(huán)境適應(yīng)性試驗287
6.5.1抗腐蝕性試驗288
6.5.2吞砂試驗289
參考文獻291
第7章渦輪先進設(shè)計技術(shù)展望
7.1多學科耦合設(shè)計技術(shù)293
7.1.1渦輪多學科耦合問題293
7.1.2多學科耦合問題的求解方法296
7.1.3渦輪多學科優(yōu)化設(shè)計298
7.2先進氣動設(shè)計技術(shù)302
7.2.1先進葉型設(shè)計技術(shù)302
7.2.2高載荷葉柵設(shè)計技術(shù)307
7.2.3端區(qū)設(shè)計技術(shù)309
7.3先進冷卻設(shè)計技術(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先進結(jié)構(gòu)強度設(shè)計技術(shù)324
7.4.1先進渦輪構(gòu)型設(shè)計技術(shù)324
7.4.2先進渦輪強度設(shè)計技術(shù)326
7.4.3渦輪先進結(jié)構(gòu)強度涉及的材料與制造技術(shù)328
參考文獻332