目录 1
第1章 概论 1
1.1 径流式叶轮机械的发展历史 1
1.2 径流式叶轮机械的应用实例 4
1.2.1 过程压缩机 4
1.2.2 涡轮增压器 9
1.2.3 燃气轮机 12
1.2.4 径流式叶轮机械在泵中的应用 14
第2章 叶轮机械多维气体动力学方程 16
2.1 运动方程 16
2.1.1 积分形式运动方程 16
2.1.2 微分形式运动方程 17
2.1.3 直角坐标系中N-S方程的守恒形式 19
2.2 湍流及湍流模型 24
2.2.1 湍流的基本概念 24
2.2.2 湍流模型 27
2.3 旋转坐标系下的控制方程 37
2.4 考虑黏性的叶轮机械内基本方程 44
2.5 任意曲线坐标系中的N-S方程 46
参考文献 52
第3章 离心压气机叶轮与有叶扩压器的匹配 55
3.1 不同扩压器喉部面积与叶轮的匹配 55
3.2 改变叶轮与扩压器之间间隙的研究 58
3.3 气动叶型扩压器与叶轮的匹配 64
3.4 其他影响扩压器与叶轮匹配的因素 73
参考文献 77
第4章 叶轮机械叶尖间隙泄漏流动机理 78
4.1 引言 78
4.2 理论模型方法 79
4.2.1 Rains模型 80
4.2.2 Lakshminarayana刚体涡模型 81
4.2.3 Kirtley模型 82
4.2.4 Chen模型 83
4.3.1 攻角及间隙变化对透平叶栅叶尖间隙泄漏流动的影响 89
4.3 透平叶栅和透平转子叶尖间隙泄漏流动机理 89
4.3.2 透平叶栅叶尖间隙内流动参数分布 91
4.3.3 端壁移动对涡轮叶片叶尖间隙泄露流动的影响 94
4.3.4 透平叶栅和透平转子叶尖间隙泄漏流动机理的总结及展望 99
4.4 压气机叶栅和压气机转子叶尖间隙泄漏流动机理 100
4.4.1 压气机叶栅叶尖间隙泄漏流动 101
4.4.2 低速压气机转子叶尖间隙泄漏流动 103
4.4.3 压气机转子内的涡破碎流动现象 106
4.4.4 叶尖顶部间隙变化对压气机性能的影响 112
4.4.5 高速压气机转子叶尖间隙泄漏流动 113
4.4.6 压气机叶栅和转子叶片顶部间隙泄漏流动研究总结及展望 120
4.5 叶尖顶部间隙泄漏流动研究常用计算方法 121
4.6 总结 122
参考文献 122
第5章 离心压气机初步设计及分析 126
5.1 叶轮进口设计 126
5.1.1 叶轮进口气动参数之间的关系 126
5.1.2 诱导轮 128
5.1.3 诱导轮的堵塞 133
5.1.4 跨声速诱导轮 135
5.2 叶轮出口设计 136
5.2.1 滑移因子的计算 136
5.2.2 出口参数的确定 141
5.3 离心压气机初步设计中的几个无量纲参数 154
5.4 初步设计总结 157
5.5 扩压器初步设计 161
5.5.1 无叶扩压器 162
5.5.2 有叶扩压器 171
参考文献 177
第6章 径流涡轮初步设计及分析 179
6.1 径流涡轮的工作原理 179
6.2 静子初步设计 180
6.2.1 涡壳 181
6.2.2 导流叶片 185
6.3 叶轮初步设计 186
6.3.1 叶轮进口设计 187
6.3.2 最小叶片数目确定原则 195
6.3.3 叶轮出口设计 198
6.4 比转速在设计中的应用 205
6.5 涡轮损失 208
参考文献 210
第7章 离心压气机性能预测方法 212
7.1 引言 212
7.2 数学模型 214
7.2.1 叶轮入口（截面1）计算 214
7.2.2 叶轮出口（截面2）计算 216
7.2.3 叶轮出口和扩压器入口（截面3）间区域计算 218
7.2.4 扩压器出口（截面5）气流参数的计算 221
7.2.5 压气机喘振边界的预测 223
7.2.6 堵塞点的计算 223
7.3 叶轮机械性能预测方法评估 223
7.4 离心压气机内损失特点 225
7.5 各种损失模型 228
7.5.2 叶片载荷损失 229
7.5.1 叶片表面摩擦损失 229
7.5.3 叶片尾迹混合损失 230
7.5.4 转子顶部间隙损失 232
7.5.5 轮盘摩擦损失 232
7.5.6 有叶扩压器内损失 232
7.5.7 扩压器出口损失 233
7.5.8 泄漏损失 234
7.7 计算实例及计算结果分析 235
7.6 性能预测计算步骤 235
参考文献 239
第8章 径流涡轮性能预测 241
8.1 概述 241
8.2 流动损失模型 242
8.2.1 涡壳损失模型 243
8.2.2 叶轮进口攻角损失模型 245
8.2.3 叶轮流动损失模型 247
8.3 应用叶轮准三元流动分析的涡轮性能预测 250
8.3.1 影响涡轮叶轮边界层稳定性的因素 251
8.3.2 涡轮叶轮准三元速度分布评价方法 257
8.3.3 涡轮叶轮损失模型的改进 261
参考文献 263
第9章 叶轮叶片造型方法 264
9.1 叶片造型应注意的问题 264
9.2 离心压气机叶轮几何成型方法简介 265
9.3 叶片造型过程 267
9.3.1 初始流场的计算 267
9.3.2 叶片表面载荷分布的定义 269
9.3.3 叶片中间流面上环量rGθ分布方式 269
9.3.4 轮缘曲线叶片中型线周向坐标的计算 274
9.3.5 直线元叶片中型面的构建 277
9.3.6 叶片叶型表面坐标的求解 282
9.3.7 流场内速度的计算-流线曲率法 282
9.4 径流式叶轮机械设计的全三维反问题简介 286
9.3.8 叶轮叶片成型过程总结 286
9.5 径流式叶轮机械计算机辅助集成设计系统 288
参考文献 294
第10章 CFD方法在叶轮机械内部流场计算中的应用 296
10.1 CFD方法在叶轮机械内部流场计算中的发展简介 296
10.2 叶轮机械S1和S2流面计算 299
10.2.1 叶轮机械S2流面计算 299
10.2.2 S1流面准三维计算 304
10.3 时间推进法 306
10.3.1 显式时间推进法的应用 309
10.3.2 隐式时间推进法的应用 321
10.4 压力修正法 324
10.5 现代叶轮机械CFD方法的评估 330
10.5.1 第一个网格点与壁面无量纲距离y＋ 332
10.5.2 网格数目的选取 333
10.5.3 湍流模型 334
参考文献 336
符号表 343