第1章 绪论：基本原理 1
1.1 透平机械的定义 1
1.2 坐标系 2
1.3 基本定律 5
1.4 连续方程 5
1.5 热力学第一定律 6
1.6 动量方程 7
1.7 热力学第二定律——熵 9
1.8 伯努利方程 10
1.9 流体的热力学性质 11
1.10 完全气体可压缩流的关系式 14
1.11 效率的定义 17
1.12 小焓差级或多变效率 21
1.13 透平机械内流动的固有不稳定性 26
习题 27
参考文献 28
第2章 量纲分析：相似原理 31
2.1 量纲分析和确定性能的定律 31
2.2 不可压缩流体分析 32
2.3 低速透平机械的性能特性 33
2.4 可压缩流体分析 35
2.5 高速透平机械的性能特性 38
2.6 比转速及比直径 41
2.7 空化 49
习题 50
参考文献 52
第3章 二维叶栅 55
3.1 引言 55
3.2 叶栅几何特性 57
3.3 叶栅流动特性 60
3.4 叶栅受力分析 63
3.5 压气机叶栅性能 66
3.6 涡轮机叶栅 75
3.7 叶栅数值分析 85
习题 89
参考文献 91
第4章 轴流式涡轮机：中径流线分析及设计 93
4.1 引言 93
4.2 轴流式涡轮机级的速度三角形 95
4.3 涡轮机级设计参数 95
4.4 轴流式涡轮机级的热力学 96
4.5 重复级涡轮机 98
4.6 级损失与级效率 99
4.7 轴流式涡轮机的初步设计 104
4.8 涡轮机类型 106
4.9 反动度对效率的影响 110
4.10 流体在叶片排中的扩压 111
4.11 Smith（1965）效率关联式 113
4.12 涡轮机级设计工况的效率 115
4.13 涡轮机动叶片的应力 118
4.14 涡轮机叶片的冷却 123
4.15 涡轮机流量特性 125
习题 128
参考文献 131
第5章 轴流压气机与涵道风扇 133
5.1 引言 133
5.2 压气机级的中径流线分析 134
5.3 压气机级的速度三角形 135
5.4 压气机级的热力学 136
5.5 级的损失关系式及效率 136
5.6 压气机动叶栅的中径流线计算 139
5.7 压气机级的初步设计 142
5.8 非设计工况性能 147
5.9 多级压气机性能 148
5.10 高马赫数压气机级 154
5.11 压气机中的失速和喘振现象 156
5.12 低速涵道风扇 160
习题 164
参考文献 167
第6章 轴流式透平机械的三维流动 169
6.1 引言 169
6.2 径向平衡理论 169
6.3 间接问题 171
6.4 直接问题 178
6.5 通过静叶片排的可压缩流动 180
6.6 等比质量流型 181
6.7 级的非设计工况性能 182
6.8 采用自由涡流型的涡轮机级 183
6.9 激盘法 185
6.10 通流计算方法 191
6.11 三维流场特征 194
6.12 三维设计 198
6.13 三维计算流体动力学的应用 200
习是 204
参考文献 208
第7章 离心式泵、风机和压气机 210
7.1 引言 210
7.2 一些定义 213
7.3 离心压气机的热力学分析 214
7.4 压气机进口速度的限制 216
7.5 泵的进口设计 217
7.6 离心压气机进口设计 218
7.7 滑移系数 223
7.8 统一的滑移系数关联式 227
7.9 离心式泵的压头 230
7.10 离心压气机性能 232
7.11 扩压器系统 239
7.12 扩压器性能参数 242
7.13 压气机级的阻塞 246
习题 247
参考文献 251
第8章 径流式燃气涡轮机 253
8.1 引言 253
8.2 向心式涡轮机的类型 254
8.3 90°向心式涡轮机的热力学分析 256
8.4 转子的基本设计 257
8.5 标称设计工况效率 258
8.6 一些马赫数关系式 261
8.7 涡壳与静叶 262
8.8 关于最佳效率的一些讨论 265
8.9 最小叶片数准则 269
8.10 转子出口的设计依据 271
8.11 比转速的意义及应用 275
8.12 90°向心式涡轮机的优化设计选择 278
8.13 间隙和鼓风损失 280
8.14 冷却式90°向心式涡轮机 280
习题 281
参考文献 284
第9章 水轮机 286
9.1 引言 286
9.2 水轮机 289
9.3 冲击式水轮机 291
9.4 反动式水轮机 300
9.5 混流式水轮机 300
9.6 转浆式水轮机（Kaplan水轮机） 307
9.7 尺寸对透平机械效率的影响 310
9.8 水轮机汽蚀 311
9.9 CFD在水轮机设计中的应用 316
9.10 威尔斯涡轮机 316
9.11 潮汐能发电 325
习题 328
参考文献 332
第10章 风力机 333
10.1 引言 333
10.2 风力机的类型 336
10.3 风力机性能测量 339
10.4 年发电量 342
10.5 风力数据统计分析 342
10.6 致动盘方法 344
10.7 叶片基元理论介绍 350
10.8 叶片基元动量方法（BEM方法） 355
10.9 转子结构 363
10.10 最佳工况的输出功率 369
10.11 对水平轴风力机叶片翼型的要求 369
10.12 叶片制造的发展 370
10.13 控制方法（启动、调整和停机） 372
10.14 叶尖形状 376
10.15 性能测试 376
10.16 性能预测程序 377
10.17 环境问题 380
10.18 最大型的风力机 381
10.19 结束语 381
习题 382
参考文献 383
附录A：大型涡轮增压器轴流涡轮机的初步设计 385
附录B：涡轮增压器离心压气机的初步设计 393
附录C：完全气体可压缩流动气体动力函数表 400
附录D：英美制单位与国际单位制的换算 411
附录E：水蒸汽焓熵图 412
附录F：习题答案 413