航空燃气机原理.上册 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:国防工业出版社

作者:彭泽琰 著

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:29.0

装帧:

isbn号码:9787118023169

丛书系列:

图书标签:

• 航空发动机
• 燃气涡轮
• 航空动力
• 热力学
• 流体力学
• 燃烧
• 控制系统
• 机械工程
• 航空工程
• 发动机原理

《航空燃气涡轮发动机原理（上册）：基础理论与核心部件详解》 简介： 本书作为《航空燃气涡轮发动机原理》系列的第一卷，着重于深入剖析航空燃气涡轮发动机（简称燃气轮机）在空气动力学、热力学以及材料科学等领域内的基础理论，并详细阐述其核心部件的设计原理、工作机制及性能特点。全书旨在为航空工程、机械工程、动力工程等相关专业的学生、研究人员及工程师提供一套系统、严谨且极具实践指导意义的学习资源。 核心内容阐述： 第一部分：燃气轮机基础理论 本部分将从热力学和空气动力学的基本原理出发，为理解燃气轮机的工作过程奠定坚实基础。 1. 热力学基础： 热力学定律回顾： 详细阐述热力学第一、第二、第三定律在燃气轮机循环分析中的应用。重点介绍能量守恒、熵增原理以及它们如何限制燃气轮机效率的提升。 理想燃气轮机循环（布莱顿循环）： 深入解析理想布莱顿循环的各个过程（等熵压缩、等热量加热、等熵膨胀、等热量散热），包括其图线表示（T-s图、p-v图）及数学推导。计算理想循环的功、热量和效率，并分析关键参数（如压比、涡轮进口温度）对循环性能的影响。 实际燃气轮机循环： 揭示实际工质（空气）的非理想性、各部件（压气机、燃烧室、涡轮）的能量损失、不可逆过程（如摩擦、热损失、压降）对循环性能的影响。引入效率概念，如多变效率、等熵效率，并分析其计算方法。 工质性质： 探讨空气在不同温度和压力下的热力学性质变化，以及燃烧产物（如高温燃气）的特性，并介绍其对循环计算的影响。 2. 空气动力学基础： 流体流动基本概念： 回顾流体静力学、动力学基本原理，包括连续性方程、伯努利方程、能量方程等，并阐述其在燃气轮机气流分析中的重要性。 可压缩流动： 深入分析亚音速、跨音速、超音速流动特性，包括马赫数、激波、膨胀波的概念及其在压气机和涡轮叶片设计中的作用。 边界层理论： 讲解层流和湍流边界层的形成、发展及影响，以及其在叶片表面流动损失中的作用，并介绍减小边界层损失的措施。 气动效率： 引入叶片气动效率、等熵效率等概念，分析流动损失的来源（如尾迹损失、激波损失、二次流损失），并探讨如何通过优化叶型和流动通道来提高气动效率。 第二部分：核心部件详解 本部分将逐一深入剖析燃气轮机中最关键的几个核心部件，从设计原理到制造工艺，再到实际性能表现。 1. 进气道（Inlet）： 功能与要求： 介绍进气道的主要功能是引导空气顺利进入压气机，并要求低压损、低气流畸变、低噪声。 设计原则： 分析不同飞机类型（如固定翼飞机、直升机）和飞行状态（如静止、低速、高速）下进气道的设计考虑，包括几何形状、收敛/扩张特性、防冰设计等。 性能评估： 介绍评价进气道性能的指标，如压力恢复系数、气流均匀度等。 2. 压气机（Compressor）： 基本原理： 详细阐述压气机（轴流式和离心式）的工作原理，包括叶片如何加速和增压空气。 轴流压气机： 级联分析： 讲解压气机由多个静子叶片和转子叶片组成的级联结构，以及每一级的作用。 叶型设计： 深入分析不同叶型（如审阅叶型、载荷叶型）的设计原则，如何平衡气动性能、机械强度和制造可行性。 流动控制： 介绍可调导叶、气流导向装置等提高压气机稳定性和性能的措施。 性能特性： 绘制并分析压气机的工作特性曲线（流量-压力比、流量-效率、流量-转速），解释其工作范围和失速（Stall）现象。 离心压气机： 简要介绍其结构、工作原理及适用范围。 3. 燃烧室（Combustor）： 功能与要求： 阐述燃烧室是实现燃料与空气混合燃烧，并将化学能转化为热能的关键部件。要求高效燃烧、低压损、低排放、良好稳定性。 燃烧过程： 详细分析燃料雾化、蒸发、混合、着火、稳定燃烧以及燃气成分的变化过程。 燃烧室类型： 介绍主流的燃烧室类型，如管式、环管式、环形室（annular combustor），并分析其结构特点、优缺点及适用性。 流动与燃烧耦合： 探讨气流组织、回流区的作用，以及如何通过气流设计来保证稳定燃烧和提高效率。 排放控制： 重点介绍 NOx、CO、未燃碳氢化合物等污染物产生的机理，以及各种减排技术（如稀燃、预混燃烧）的应用。 燃烧室壁面冷却： 介绍高温燃气对燃烧室壁面的热负荷，以及采用的各种冷却技术（如稀释冷却、冲刷冷却、再生冷却）以保证其寿命。 4. 涡轮（Turbine）： 功能与要求： 解释涡轮从高温高压燃气中提取能量，驱动压气机和外部负载（如螺旋桨、风扇、发电机）。要求高效率、高强度、良好的高温性能。 工作原理： 深入分析动翼和静翼的作用，燃气能量转化为机械能的过程。 静叶（导向叶片）： 讲解静叶的作用是加速并改变燃气流向，为动叶做准备。 动叶： 详细分析动叶的设计，包括叶型、气动载荷、角度等，以及如何最大化地提取燃气能量。 涡轮类型： 区分冲动式和反动式涡轮，并分析其在航空发动机中的应用。 高温材料与冷却： 强调涡轮工作于极高的温度下，介绍高温合金、陶瓷基复合材料等先进材料的应用，以及先进的叶片冷却技术（如气膜冷却、内部冷却通道、增材制造的复杂冷却结构）在提高涡轮温度和寿命中的关键作用。 气动效率： 分析涡轮效率的来源与损失，并介绍优化设计以提高效率的方法。 结构特点与编排： 本书采用由基础理论到具体部件的逻辑顺序，层层递进，力求让读者在掌握理论知识的基础上，理解各部件的工程实现。每个章节都力求内容详实，配以必要的示意图、原理图和简化的工程计算实例，帮助读者直观理解抽象概念。理论推导清晰严谨，工程应用分析深入浅出，力求兼顾学术性和实用性。 目标读者： 本书适合航空航天、机械制造、动力工程、热能工程等专业的本科生、研究生，以及从事航空发动机设计、研发、制造、维修等工作的工程师和技术人员。对于对航空动力技术感兴趣的广大科技工作者，本书也将提供宝贵的参考。 学习建议： 读者在阅读本书时，建议对照学习“航空燃气涡轮发动机原理（下册）”，以获得对整个航空燃气涡轮发动机系统更全面的认识。同时，结合实际工程案例和相关专业软件进行学习，将更有助于深化理解和提升实际应用能力。

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整体阅读下来，这本书给我的感觉是“厚重而扎实”，它不是那种快速扫过就能掌握皮毛的入门读物，更像是一份放在工程师案头，需要时常翻阅以巩固基本功的工具书。它的**排版风格**略显陈旧，一些图表的清晰度受限于印刷技术，但文字的逻辑性是无可挑剔的。比如，在讨论**发动机的动态特性和喘振裕度**时，作者对流道特性线和稳定工作区图的绘制与解释，非常经典。他不仅告诉你喘振会发生，还会深入分析造成喘振的流体动力学根源——即气动负荷在特定转速下的突然变化。这本书的价值，在于它提供了一个**无菌的、纯粹的工程思维模型**。它要求读者不仅要会计算，更要学会“感受”气流在复杂机械结构中如何流动、能量如何传递。对于希望从“会用”到“设计”跨越的读者来说，这本教材无疑是一把开启那扇关键大门的钥匙，它所沉淀的工程智慧，远比单纯的软件操作技能要珍贵得多。

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这本书的装帧设计确实很有年代感，封面那种深蓝配烫金的字体，一下子就把人拉回了那个技术正在蓬勃发展的年代。我手里拿着它，感觉就像握着一份厚重的历史文献。当然，我的关注点主要还是内容本身。翻开内页，首先映入眼帘的是那些经典的手绘爆炸图，线条扎实，标注得一丝不苟。虽然现在很多先进的仿真软件能做出更炫目的三维动态图，但这些传统图示里蕴含的对结构细节的理解深度，是数字模型难以完全替代的。我花了大量时间对照图谱，试图在脑海中构建起整个涡扇发动机的剖面。书里对**基础热力学循环的推导**部分讲解得非常严谨，每一项参数的引入和公式的演化都有详尽的数学逻辑支撑，这对于想深入理解“为什么”的工程师来说，是极好的训练。不过，对于初学者来说，可能需要较高的数学基础才能跟上那种步步紧逼的推导过程，毕竟它并没有过多地侧重于“科普”层面的简化。总的来说，这更像是一本为专业人士准备的，需要沉下心去啃读的经典教材。

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这本书在处理**燃烧室结构与燃油喷射系统**的章节时，展现了一种近乎“匠人”的精神。我印象最深的是关于“贫油”和“富油”区域控制的讨论。作者详细阐述了如何通过精巧的二次进气口设计和环形/筒形燃烧室的结构差异，来确保火焰的稳定性和燃烧效率，同时又要兼顾对**NOx和CO排放的初步控制**——当然，这是基于当时的技术背景而言的。书中对**稳燃环（Flame Holder）**的设计分类和流场分析，非常详尽，对于理解如何在极高流速下维持一个稳定的“火球”至关重要。我甚至能感受到作者在描述那些复杂流场时，那种在理论模型和实际燃烧不稳定性之间的挣扎。阅读过程中，我时不时会停下来，对照着自己熟悉的现代燃烧室的局部改进方案去思考：如果当时能有现在的CFD工具，这个设计会如何演变？这本书提供了一个坚实的基础，让你清楚地知道，今天的优化，都是建立在对早期这些核心物理难题的深刻理解之上的。

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读这本书的过程，更像是一场对工程美学的深度朝圣。我特别欣赏作者在描述**压气机叶片气动设计**那一章时所采用的叙事方式。他没有仅仅罗列公式，而是将不同类型的叶型——从后掠翼到扫描叶片——的优缺点，与它们所处的不同工况和材料限制联系起来，形成了一个立体的讨论空间。我注意到，书中对**级数匹配和叶尖损失的修正**那一块的论述，比我之前读过的几本国外教材都要细致得多。特别是当涉及到如何通过优化进口角度和扭转角来平衡不同级的性能，以达到最佳的跨转速稳定域时，作者的经验之谈显得尤为宝贵。虽然这本书的出版时间较早，书中引用的具体材料性能数据可能需要结合现代的合金进步进行二次验证，但其背后所遵循的**空气动力学基本原理**和**设计哲学**，却是永恒的。它教会你如何“思考”一个气动设计，而不是简单地“套用”一个设计。这种内功的培养，才是真正有价值的。

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如果说前几部分是关于“热”和“力”的严谨数学构建，那么后半部分转向**涡轮的强度分析和冷却技术**时，则增添了一份对极端环境的敬畏感。书中对**高温应力分析**的介绍，尽管可能没有引入最新的有限元分析（FEA）软件的复杂网格划分细节，但它对手动计算和工程近似方法的描述，却能让人更直观地理解载荷是如何累积的。特别是对**汽化冷却和内通气冷**两种主要冷却方式的原理剖析，作者花了很大篇幅去论证在不同转速和温度梯度下，如何平衡壁温与气膜保护的效率。我特别关注了书中关于**叶片蠕变寿命评估**的章节，其中引用的经验公式和安全裕度设定，非常具有那个时代重工业对可靠性要求的体现。读完这一部分，我深刻体会到，航空发动机制造的任何一步，都是在与材料的极限做一场精密的较量，而这本书就是这场较量的技术手册。

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