叶轮机械气动性能的实验研究方法PDF电子书下载

第1章 热力学与空气动力学基础知识 1

1.1 热力学的基本概念 1

1.1.1 热力学的物质体系、平衡和可逆过程 1

1.1.2 热力学第一定律、内能与焓 2

1.2 开口系统能量方程式 4

1.2.1 开口系统能量方程 4

1.2.2 稳态流动能量方程 5

1.2.3 稳定流动能量方程分析 5

1.2.4 稳定流动能量方程式应用 6

1.3 熵与流动损失的关系 8

1.3.1 状态参数熵的定义 8

1.3.2 热力学第二定律 8

1.4 声速与马赫数 10

1.4.1 声速 10

1.4.2 马赫数 12

1.5 高速一维定常流基本方程 12

1.5.1 一维定常绝热流动的能量方程式 12

1.5.2 总参数（滞止参数）的定义 13

1.5.3 熵增与总压损失的关系 15

1.5.4 气体压缩性的考虑标准 16

1.6 临界参数 16

1.7 速度系数 17

1.8 绝热流动过程中截面面积与速度系数、热力学参数的关系 19

第2章 气流压力和速度测量技术 22

2.1 气流总压测量技术 23

2.2 气流静压测量方法 27

2.2.1 壁面静压孔 27

2.2.2 静压管 28

2.3 气流速度测量方法 30

2.3.1 气流速度的测量 30

2.3.2 气流速度与方向的测量 32

2.4 二维流场的速度测量方法 32

2.5 三维流场速度的测量方法 37

2.6 热线风速仪 43

2.6.1 探头及其型式 43

2.6.2 工作原理及使用方法 43

2.7 激光多普勒测量仪 45

2.7.1 差动多普勒效应 45

2.7.2 光混频 46

2.7.3 流向判别 47

2.7.4 多普勒测量仪的特点 47

第3章 气流温度测量技术 49

3.1 高速气流的温度测量 50

3.1.1 有效温度、速度误差及复温系数 50

3.1.2 复温系数的测定 51

3.1.3 减小速度误差的方法 52

3.2 气流温度的动态测量 54

3.2.1 时间常数及动态响应误差 54

3.2.2 减小动态响应误差的方法 56

3.3 先进测温技术简介 57

3.3.1 激光全息测温 57

3.3.2 红外测温 59

第4章 常用传感器及其参数测试 62

4.1 压力传感器 62

4.2 温度传感器 67

4.2.1 热电偶温度计 67

4.2.2 热电阻温度计 70

4.2.3 热敏电阻 71

4.3 流量测量 71

4.3.1 测量截面速度法 72

4.3.2 节流流量计 73

4.4 转速传感器 77

4.5 扭矩测量 79

4.6 功率测量 81

第5章 误差分析及实验数据处理 83

5.1 误差的基本概念 83

5.1.1 真值与误差 83

5.1.2 算术平均值与偏差 84

5.1.3 误差的分类 84

5.2 偶然误差的消除方法 85

5.3 系统误差 87

5.3.1 系统误差及其减小方法 87

5.3.2 系统误差的合成 88

5.3.3 仪表精度指标与系统误差之间的关系 88

5.4 误差的传递 89

5.5 误差传递理论在实验方案规划中的应用 90

5.5.1 计算间接测量参数的误差 90

5.5.2 找出降低间接测量量误差的关键参数 91

5.5.3 论证实验方案是否可行 92

5.6 实验数据的处理 93

5.6.1 数据位数的确定 93

5.6.2 粗大误差数据的剔除 93

5.6.3 实验数据的加权处理 94

第6章 轴流式叶轮机械的实验方案 96

6.1 涡轮平面叶栅实验 96

6.1.1 实验装置 96

6.1.2 实验数据的处理 97

6.1.3 平面叶栅实验存在的问题及注意事项 102

6.2 测量坐标系的定义及二次流数据处理 103

6.2.1 测量坐标系的定义 103

6.2.2 二次流的定义 104

6.2.3 二次流产生的机理 105

6.3 叶型表面压力的测试 107

6.4 轴流压气机基元级气动性能测试 108

6.4.1 实验装置 108

6.4.2 实验数据的处理 109

6.5 级间流场测试的注意事项和问题 111

6.5.1 流场不均匀的影响 111

6.5.2 测量探头堵塞的影响 112

6.5.3 测量探头的强度问题 113

6.5.4 感受器的自振频率 114

6.6 涡轮整机实验方案 114

第7章 离心压缩机的实验研究方法 116

7.1 离心压缩机整机实验 116

7.1.1 实验装置 116

7.1.2 实验数据的处理 117

7.1.3 测量过程中的注意事项 118

7.2 离心压缩机的一级的气动性能实验 119

7.2.1 实验装置 119

7.2.2 各测试截面的实验数据处理 120

7.2.3 实验得到的气动性能参数 120

7.2.4 实验的注意事项 121

7.3 静止部件气动性能的实验方案 122

7.3.1 总压损失系数和特征截面速度分布的测试 122

7.3.2 离心静止部件表面静压分布的测试 123

7.4 叶片表面压力的动态测试方案 123

7.4.1 实验装置 123

7.4.2 实验的难点及注意事项 125

7.5 旋转失速状态下的气流参数测试技术 126

7.5.1 失速团数与传播速度测量原理 126

7.5.2 测量方法 128

7.6 空间流场的非定常速度和压力测量工具 129

7.7 离心压缩机叶轮表面压力的动态测试 131

7.7.1 实验装置及测试原理 131

7.7.2 实验中的注意事项 132

7.8 离心压缩机进口流场的动态监测技术简介 134

第8章 通风机的性能实验 136

8.1 通风机整机的实验方案及性能计算 137

8.1.1 进气实验方案 137

8.1.2 出气实验装置 140

8.1.3 进出气实验装置 142

8.2 通风机实验装置中管路压力损失的计算 144

8.3 考虑压缩性影响的修正计算 145

8.4 性能换算及特性曲线的绘制 146

8.5 大气密度的计算 148

8.5.1 湿空气的概念 148

8.5.2 湿度与含湿量 149

8.5.3 湿空气的气体常数R、分子量μ及密度ρ的计算 150

8.5.4 湿空气密度的计算 151

8.6 通风机叶片空间扭曲规律的实验研究 151

8.6.1 通风机级叶片全压升与环量指数之间的关系 152

8.6.2 实验方案及典型测量结果 153

8.6.3 实验中的注意事项 154

附录A 流动参数与马赫数Ma（λ数）的关系（部分，至Ma=2.0） 155

附录B 铂铑10-铂热电偶（S型）分度表（ITS-90） 161

附录C 铂铑30-铂铑6热电偶（B型）分度表 162

附录D 镍铬-铜镍（康铜）热电偶（E型）分度表 163

附录E 铁-铜镍（康铜）热电偶（J型）分度表 164

附录F 铜-铜镍（康铜）热电偶（T型）分度表 165

附录G 铂热电阻值分度表 166

附录H 铜热电阻值分度表 170

附录I 水蒸汽的饱和压力与密度 171

附录J 相对湿度？换算表 173

参考文献 176