通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)

本書從介紹風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的分類、應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和主要工作參數(shù)入手，首先使初學(xué)者對風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)有一個基本的認(rèn)識，然后主要介紹通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的基本原理、基本的氣動力設(shè)計計算方法以及通風(fēng)機(jī)的性能試驗。本書還結(jié)合作者的部分研究成果介紹了通風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維湍流計算、通風(fēng)機(jī)氣動噪聲預(yù)測計算和通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動測量等方面的內(nèi)容和進(jìn)展情況，期望能為流體機(jī)械教學(xué)和科研人員的研究工作提供一些幫助。

本書適合于機(jī)械、石油和化工、礦山的冶金工程、能源與動力工程等專業(yè)的本科生使用，也可作為研究生教學(xué)用書，還可作為大風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)使用和設(shè)計人員的參考書。

第1章 概述

1.1 風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的分類和應(yīng)用

1.2 風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)

1.3 氣體的物理性質(zhì)

1.4 氣體的狀態(tài)變化和能量轉(zhuǎn)換

第2章 離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理

2.1 流體力學(xué)基本方程

2.2 通風(fēng)機(jī)的基本方程

2.3 葉輪的反作用度和葉輪葉片的型式

2.4 氣體在葉輪中的實際流動

2.5 通風(fēng)機(jī)的無因次系數(shù)

2.6 通風(fēng)機(jī)的損失和效率

2.7 離心式通風(fēng)機(jī)的性能曲線

2.8 離心式通風(fēng)機(jī)中的內(nèi)部流動

第3章 離心式通風(fēng)機(jī)設(shè)計

3.1 通風(fēng)機(jī)設(shè)計的任務(wù)和要求

3.2 葉輪尺寸的確定

3.3 葉片形狀的確定

3.4 離心式通風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣裝置

3.5 導(dǎo)葉設(shè)計

3.6 導(dǎo)葉設(shè)計

3.7 離心式通風(fēng)機(jī)設(shè)計

第4章 軸流式通風(fēng)機(jī)

4.1 軸流式通風(fēng)機(jī)的工作原理和概況

4.2 軸流式通風(fēng)機(jī)的幾種方案

4.3 葉柵的空氣動力學(xué)特性

4.4 氣流參數(shù)沿葉片高度方向的變化

4.5 葉柵中的損失和效率

4.6 軸流式通風(fēng)機(jī)的特性分析

第5章 軸流通風(fēng)機(jī)的設(shè)計計算

5.1 概述

5.2 孤立葉型試驗數(shù)據(jù)

5.3 主要參數(shù)的選取

5.4 第一種孤立葉型設(shè)計方法

5.5 第二種孤立葉型設(shè)計方法

……

第6章 通風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)中的工作及調(diào)節(jié)

第7章 通風(fēng)機(jī)的噪聲

第8章 通風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維湍流計算

第9章 通風(fēng)機(jī)氣動噪聲預(yù)測計算

第10章 通風(fēng)機(jī)性能試驗與內(nèi)部流場測量

第11章 離心式壓縮機(jī)原理

第12章 壓縮機(jī)的相似率

第13章 軸流式壓縮機(jī)原理

參考文獻(xiàn) 2100433B

通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)是廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個部門的動力機(jī)械。本書主要是針對熱能與動力工程專業(yè)的本科生編寫的，它有兩個方面的特點：一是重點介紹了有關(guān)通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的基礎(chǔ)知識、基本理論和設(shè)計計算方法；二是較全面而深入地介紹了通風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維湍流計算、氣動嗓音預(yù)測和通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動測量方面的內(nèi)容及其研究進(jìn)展情況，主要包括通風(fēng)機(jī)的非定常湍流計算和葉尖間隙湍流計算，風(fēng)扇氣動噪聲的數(shù)值預(yù)測，以及通風(fēng)機(jī)葉柵內(nèi)部流動的PIV測量等前沿問題探討。因此，本書既可作為動力機(jī)械專業(yè)的本科生教材，也可以作為相關(guān)專業(yè)的教學(xué)、科研工作者和設(shè)計人員進(jìn)行深入研究的參考資料。

《通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)（第2版）》是在2005年出版的第1版的基礎(chǔ)上修訂而成的。全書共分14章，主要介紹了離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)及壓縮機(jī)的基本原理、氣動力設(shè)計方法和通風(fēng)機(jī)的性能試驗，同時還介紹了通風(fēng)機(jī)噪聲、內(nèi)部湍流計算、氣動噪聲預(yù)測、內(nèi)部流動測量以及壓縮機(jī)三維反問題氣動設(shè)計理論和方法等方面的內(nèi)容及其研究進(jìn)展。

《通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)（第2版）》可作為流體機(jī)械專業(yè)本科生的教學(xué)用書，也是流體機(jī)械等相關(guān)專業(yè)研究生、科研人員、設(shè)計人員以及廣大通風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)使用者的首選參考書。

第1章　概述

1.1　風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的分類和應(yīng)用

1.1.1　風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的分類

1.1.2　風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)的應(yīng)用

1.2　通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù)

1.2.1　通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

1.2.2　通風(fēng)機(jī)的主要性能參數(shù)

1.3　氣體的物理性質(zhì)

1.3.1　標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)

1.3.2　通風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)口狀態(tài)

1，3.3　空氣的參數(shù)

1.4　氣體的狀態(tài)變化和能量轉(zhuǎn)換

1.4.1　熱力學(xué)第一定律

1.4.2　理想氣體狀態(tài)方程

1.4.3　氣體機(jī)械中的能量轉(zhuǎn)換

1.4.4　封閉系統(tǒng)中氣體的狀態(tài)變化

1.4.5　開式系統(tǒng)中氣體狀態(tài)變化和功的計算

第2章　離心式通風(fēng)機(jī)的工作原理

2.1　流體力學(xué)基本方程

2.1.1　理想流體的基本方程

2.1.2　離心式通風(fēng)機(jī)葉輪中的相對運動

2.2　通風(fēng)機(jī)的基本方程

2.2.1　葉輪進(jìn)出口速度三角形

2.2.2　歐拉方程

2.2.3　歐拉方程的物理意義

2.3　葉輪的反應(yīng)度和葉輪的形式

2.3.1　葉輪的反應(yīng)度

2.3.2　葉輪的形式

2.4　氣體在葉輪中的實際流動

2.4.1　作用在葉輪中氣體上的作用力

2.4.2　有限葉片數(shù)的影響

2.4.3　進(jìn)口氣流沖角

2.5　離心通風(fēng)機(jī)的損失、功率和效率

2.5.1　流動損失

2.5.2　泄漏損失

2.5.3　輪阻損失

2.5.4　功率及效率

2.6　通風(fēng)機(jī)的無量綱系數(shù)

2.6.1　壓力系數(shù)

2.6.2　流量系數(shù)

2.6.3　功率系數(shù)

2.6.4　比轉(zhuǎn)速、直徑系數(shù)和轉(zhuǎn)速系數(shù)

2.8　相似設(shè)計

2.8　離心式通風(fēng)機(jī)的性能曲線

2.8.1　不計任何損失時的性能曲線

2.8.2　計人損失后的性能曲線

2.8.3　有量綱性能曲線

2.8.4　無量綱性能曲線

2.8.5　通風(fēng)機(jī)的空氣動力學(xué)略圖

2.8.6　系列產(chǎn)品的綜合性能曲線

2.8.7　系列產(chǎn)品的對數(shù)坐標(biāo)曲線

2.9　離心式通風(fēng)機(jī)中的內(nèi)部流動

2.9.1　一般離心葉輪中的射流-尾跡流動結(jié)構(gòu)

2.9.2　離心通風(fēng)機(jī)葉輪的內(nèi)部流態(tài)

第3章　離心式通風(fēng)機(jī)設(shè)計

3.1　葉輪

3.1.1　葉輪的結(jié)構(gòu)形式

3.1.2　葉輪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定

3.2　葉片型線的繪制

3.2.1　平直葉片

3.2.2　圓弧形葉片

3.2.3　機(jī)翼形葉片

3.3　離心式通風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣裝置

3.3.1　進(jìn)氣室

3.3.2　進(jìn)氣口

3.3.3　進(jìn)口導(dǎo)流器

3.4　蝸殼設(shè)計

3.4.1　基本假設(shè)

3.4.2　蝸殼內(nèi)壁型線

3.4.3　蝸殼寬度

3.4.4　蝸殼出口長度及擴(kuò)壓器

3.4.5　蝸舌

3.4.6　蝸殼出氣口位置

3.5　離心式通風(fēng)機(jī)的理論設(shè)計

3.5.1　方案選擇

3.5.2　設(shè)計計算步驟

3.5.3　離心通風(fēng)機(jī)設(shè)計計算舉例

第4章　軸流式通風(fēng)機(jī)

4.1　軸流式通風(fēng)機(jī)的工作原理和概況

4.1.1　基元級上的速度三角形

4.1.2　葉輪對氣體所做的功

4.1.3　反應(yīng)度和預(yù)旋

4.2　軸流式通風(fēng)機(jī)的幾種方案

4.2.1　葉輪前設(shè)置導(dǎo)葉

4.2.2　葉輪后設(shè)置導(dǎo)葉

4.2.3　單獨葉輪的級

4.2.4　葉輪前后都設(shè)置導(dǎo)葉

4.2.5　多級軸流通風(fēng)機(jī)

4.3　葉柵的空氣動力學(xué)特性

4.3.1　葉型和葉柵參數(shù)

4.3.2　葉柵的升力

4.3.3　葉型和葉柵的空氣動力學(xué)特性

4.3.4　葉柵的氣動力基本方程

4.3.5　平面葉柵吹風(fēng)試驗數(shù)據(jù)

4.4　氣流參數(shù)沿葉片高度的變化

4.4.1　扭速沿半徑的變化

4.4.2　氣流速度沿半徑的變化

4.4.3　氣流角沿半徑的變化

4.4.4　c'y　b/t沿半徑的變化

4.5　葉柵中的損失

4.5.1　實際氣體流過葉柵時的損失

4.5.2　擴(kuò)散器中的損失

4.6　軸流通風(fēng)機(jī)的特性分析

4.6.1　風(fēng)壓特性曲線

4.6.2　功率特性曲線

第5章　軸流通風(fēng)機(jī)的設(shè)計計算

5.1　概述

5.2　孤立葉型試驗數(shù)據(jù)

5.2.1　raf-6e葉型

5.2.2　clark　y葉型

5.2.3　ls葉型

5.2.4　哥廷根葉型

5.2.5　圓弧板葉型

5.3　主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的選取

5.3.1　輪轂比v

5.3.2　葉輪外徑dt

5.3.3　葉片數(shù)z

5.4第一種孤立葉型設(shè)計法

5.5第二種孤立葉型設(shè)計法

5.5.1　軸流通風(fēng)機(jī)的無量綱系數(shù)

5.5.2　設(shè)計計算步驟

5.6　平面葉柵的翼葉造型

5.6.1　原始葉型

5.6.2　翼葉造型的幾何角

5.6.3　葉型中心線

5.6.4　各種葉型中心線的長度

5.7第一種葉柵設(shè)計法

5.8第二種葉柵設(shè)計法

5.9　混合設(shè)計法

5.10　導(dǎo)葉的設(shè)計計算

5.10.1　前導(dǎo)葉

5.10.2　后導(dǎo)葉

5，11　徑向間隙和軸向間隙

5.11.1　徑向間隙

5.11.2　軸向間隙

5.12　集流器、整流罩和擴(kuò)散筒

5.12.1　集流器

5.12.2　整流罩和整流體

5.12.3　擴(kuò)散器

第6章　通風(fēng)機(jī)在管網(wǎng)中的工作及調(diào)節(jié)

6.1　管網(wǎng)及其性能曲線

6.1.1　管網(wǎng)的概念

6.1.2　管網(wǎng)的阻力計算

6.1.3　管網(wǎng)的性能曲線

6.2　通風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)的聯(lián)合工作

6.3　通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運行

6.3.1　并聯(lián)運行

6.3.2　串聯(lián)運行

6.4　通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)

6.4.1　調(diào)節(jié)方法

6.4.2　各種調(diào)節(jié)方法的比較

6.5　非穩(wěn)定工況及喘振

6.5.1　工況變化及其性能穩(wěn)定性

6.5.2　喘振

第7章　通風(fēng)機(jī)的噪聲

7.1　聲波及其傳播

7.1.1　聲波

7.1.2　聲速

7.1.3　聲波的反射、折射、繞射和干涉

7.1.4　聲波的輻射和衰減

7.2　噪聲的物理量度

7.2.1　聲壓與聲壓級

7.2.2　聲強(qiáng)與聲強(qiáng)級、聲功率與聲功率級

7.2.3　聲強(qiáng)、聲功率與聲壓之間的關(guān)系

7.3　噪聲的評價

7.3.1　頻程與頻譜

7.3.2　噪聲的主觀評價

7.4　噪聲測量與聲功率級的計算

7.4.1　噪聲測量儀器

7.4.2　通風(fēng)機(jī)噪聲測量條件和測點位置

7.4.3　聲功率級的計算

7.5　通風(fēng)機(jī)的噪聲源

7.5.1　通風(fēng)機(jī)的主要噪聲源

7.5.2　通風(fēng)機(jī)噪聲的聲源特性

7.6　通風(fēng)機(jī)的聲功率級和比聲功率級

7.6.1　通風(fēng)機(jī)的聲功率級

7.6.2　通風(fēng)機(jī)的比聲功率級

7.7　通風(fēng)機(jī)噪聲與性能的關(guān)系

7.8　通風(fēng)機(jī)的噪聲特性

7.8.1　后彎離心通風(fēng)機(jī)的噪聲特性

7.8.2　前彎多翼離心通風(fēng)機(jī)的噪聲特性

7.8.3　軸流通風(fēng)機(jī)的噪聲特性

7.9　通風(fēng)機(jī)的噪聲控制

7.9.1　噪聲控制的一般原則

7.9.2　噪聲控制的基本程序

7.9.3　通風(fēng)機(jī)噪聲控制方法概述

第8章　通風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維湍流計算

8.1　通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流動的控制方程

8.2　通風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維湍流的計算方法

8.2.1　無粘性流動解

8.2.2　粘性流動計算

8.3　湍流模型及其應(yīng)用

8.4　通風(fēng)機(jī)內(nèi)部三維非定常湍流的計算

8.4.1　動靜干擾網(wǎng)格模型和湍流模型選擇

8.4.2　計算實例1

8.4.3　計算實例2

第9章　通風(fēng)機(jī)氣動噪聲的數(shù)值預(yù)測

9.1　引言

9.2　通風(fēng)機(jī)噪聲數(shù)值預(yù)測的現(xiàn)狀

9.2.1　數(shù)學(xué)物理模型

9.2.2　軸流通風(fēng)機(jī)噪聲模型

9.2.3　離心通風(fēng)機(jī)噪聲模型

9.3　cfd在通風(fēng)機(jī)噪聲預(yù)測中的應(yīng)用

9.3.1　通風(fēng)機(jī)噪聲預(yù)測的cfd商用軟件

9.3.2　fluent軟件模擬噪聲的計算流程

9.3.3　通風(fēng)機(jī)噪聲預(yù)測實例

第10章　通風(fēng)機(jī)性能試驗與內(nèi)部流場測量

10.1　通風(fēng)機(jī)性能試驗的目的及試驗的分類

10.1.1　通風(fēng)機(jī)性能試驗的目的

10.1.2　通風(fēng)機(jī)試驗的分類

10.1.3　通風(fēng)機(jī)性能試驗裝置的分類

10.2　壓強(qiáng)的測量

10.2.1　壓強(qiáng)測量儀表

10.2.2　風(fēng)道內(nèi)平均靜壓強(qiáng)的測定

10.3　流量的測量

10.3.1　流量測量方法

10.3.2　皮托靜壓管測流量

10.4　溫度和濕度的測量

10.4.1　溫度的測量

10.4.2　濕度的測量

10.5　轉(zhuǎn)速的測量

10.5.1　通風(fēng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)速

10.5.2　轉(zhuǎn)速測量方法及要求

10.6　輸入功率的測定

10.6.1　測量精度

10.6.2　通風(fēng)機(jī)的軸功率

10.6.3　電氣測量法測定軸功率

10.6.4　葉輪功率

10.6.5　傳動系統(tǒng)

10.7　尺寸的測量和面積的確定

10.7.1　流量測量裝置

10.7.2　尺寸公差

10.7.3　截面積的確定

10.8　空氣密度、濕空氣氣體常數(shù)和粘度的確定

10.8.1　試驗環(huán)境空氣密度、濕空氣氣體常數(shù)和截面平均密度

10.8.2　蒸汽壓強(qiáng)的確定

10.8.3　空氣粘度的確定

10.9　通風(fēng)機(jī)噪聲的測量

10.10　通風(fēng)機(jī)性能試驗參數(shù)的計算與試驗數(shù)據(jù)處理方法

10.10.1　a型風(fēng)室進(jìn)氣試驗

10.10.2　b型管道出氣試驗

10.11　通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)換算及特性曲線繪制

10.11.1　性能參數(shù)換算

10.11.2　特性曲線繪制

10.12　通風(fēng)機(jī)性能試驗數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)簡介

10.12.1　概述

10.12.2　mgs通風(fēng)機(jī)試驗數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)簡介

10.13　通風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場測量

10.13.1　概述

10.13.2　皮托管測速技術(shù)

10.13.3　環(huán)形葉柵內(nèi)部流動的piv測量

第11章　離心式壓縮機(jī)原理

11.1　離心式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

11.2　離心式壓縮機(jī)的基本方程

11.2.1　歐拉方程

11.2.2　能量方程

11.2.3　伯努利方程

11.2.4　壓縮過程在t-s圖上的表示

11.2.5　總耗功和功率

11.2.6　滯止參數(shù)的表示

11.2.7　壓縮機(jī)效率的表達(dá)式

11.3　壓縮機(jī)內(nèi)的基本過程變化

11.3.1　壓縮機(jī)進(jìn)氣道

11.3.2　工作級間的等熵壓縮過程

11.3.3　級中實際壓縮過程

11.4　進(jìn)氣道氣動計算

11.4.1　進(jìn)口截面的氣流參數(shù)

11.4.2　截面1-1處的氣流參數(shù)

11.5　葉輪

11.5.1　葉道中的流動

11.5.2　葉輪中的損失

11.5.3　葉輪設(shè)計參數(shù)的確定

11.6　無葉擴(kuò)壓器

11.6.1　氣體在無葉擴(kuò)壓器中的流動

11.6.2　無葉擴(kuò)壓器進(jìn)口參數(shù)的確定

11.6.3　無葉擴(kuò)壓器出口參數(shù)的確定

11.7　葉片擴(kuò)壓器

11.7.1　氣體在葉片擴(kuò)壓器中的流動

11.7.2　葉片擴(kuò)壓器的損失和效率

11.7.3　葉片擴(kuò)壓器主要參數(shù)的確定

11.8　蝸殼(排氣室)

11.9　離心壓縮機(jī)氣動參數(shù)計算

11.9.1　原始數(shù)據(jù)

11.9.2　進(jìn)氣道參數(shù)

11.9.3　壓縮機(jī)葉輪參數(shù)

11.9.4　無葉擴(kuò)壓器段參數(shù)

11.9.5　葉片擴(kuò)壓器參數(shù)

11.9.6　蝸殼參數(shù)

11.9.7　壓縮機(jī)參數(shù)校核

11.10　離心壓縮機(jī)的特性曲線

第12章　壓縮機(jī)的相似率

12.1　壓縮機(jī)相似的基本準(zhǔn)則

12.2　壓縮機(jī)的相似條件

12.2.1　幾何相似

12.2.2　進(jìn)口速度三角形相似

12.2.3　絕熱指數(shù)k相等

12.2.4　馬赫數(shù)ma相等

12.3　相似理論的應(yīng)用

12.3.1　同一壓縮機(jī)在不同工作條件下的相似

12.3.2　幾何相似的壓縮機(jī)的相似工況

12.3.3　用無量綱參量表示壓縮機(jī)的性能

12.4　相似設(shè)計

12.5　性能換算

12.5.1　符合相似時的性能換算

12.5.2　近似相似時的換算

第13章　軸流式壓縮機(jī)原理

13.1　基元級速度三角形

13.2　級中的氣體壓縮過程

13.3　軸流壓縮機(jī)氣動參數(shù)沿徑向的變化

13.4　軸流壓縮機(jī)的葉型和葉柵

13.4.1　平面葉柵的主要參數(shù)

13.4.2　壓縮機(jī)葉柵的特性

13.5　壓縮機(jī)平面葉柵設(shè)計

13.5.1　“名義工況”關(guān)系式

13.5.2　“最大升阻比”關(guān)系式

13.5.3　“最小損失”關(guān)系式

13.5.4　根據(jù)平面葉柵數(shù)據(jù)設(shè)計基元級

13.6　軸流壓縮機(jī)的損失

第14章　壓縮機(jī)的三維氣動設(shè)計方法

14.1　基本原理

14.2　速度的求解

14.2.1　周向平均速度的求解

14.2.2　周期速度的求解

14.3　密度的計算

14.4　葉片形狀的計算

14.5　數(shù)值求解方法

14.6　數(shù)值求解難點

14.7　環(huán)量分布給定方法

14.7.1　“三段線”法

14.7.2　b樣條曲線法

14.7.3　經(jīng)驗給定法

14.8　設(shè)計算例

參考文獻(xiàn) 2100433B