燃气涡轮发动机性能

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燃气涡轮发动机性能

出版时间:2014年版

丛编项: 航空发动机系列

内容简介

《航空发动机系列:燃气涡轮发动机性能》以清晰,实用和易懂的方式为初学者描述了燃气轮机性能和整机的设计的基本原理,同时,也为处于不同职业阶段的工程技术人员提供丰富的参考资料。最为可贵的是,《航空发动机系列:燃气涡轮发动机性能》描述了所有类别的燃气轮机构型和应用。《航空发动机系列:燃气涡轮发动机性能》可做为燃气涡轮发动机等相关专业研究生参考书,也可做为相关工作人员指导书。

目录

1 燃气涡轮发动机的应用 1 1.0引言1 1.1燃气轮机与柴油机的比较1 1.2发电应用3 1.2.1发电应用的主要分级3 1.2.2 电网系统3 1.2.3备用发电机组3 1.2.4 小型热电联供燃气轮机5 1.2.5 大型热电联供燃气轮机6 1.2.6 专门为电网系统供电的应用 7 1.2.7 闭式循环8 1.3工业机械驱动的应用9 1.3.1 天然气和石油管道系统9 1.3.2 动力需求 10 1.4机动车辆应用10 1.4.1燃气轮机与活塞发动机10 1.4.2汽油发动机与柴油机11 1.4.3机动车辆的主要分级11 1.4.4机动车辆的功率需求 12 1.4.5齿轮传动的需要13 1.4.6普通和豪华家用轿车 14 1.4.7混合动力车 15 1.4.8跑车和高速赛车 16 1.4.9卡车 16 1.4.10主战坦克 17 1.5船舶应用17 1.5.1船舶主要分级18 1.5.2船舶动力需求19 1.5.3发动机载荷特性20 1.5.4 CODAG、CODOG、COGAG和CODLAG推进系统 21 1.5.5 气垫船22 1.5.6单体巡逻艇和豪华游艇22 1.5.7 高速船22 1.5.8大型集装箱和超级油轮23 1.5.9攻击型潜艇和弹道导弹潜艇23 1.5.10护卫舰、驱逐舰和轻型航空母舰23 1.5.11 大型航空母舰24 1.6飞机应用——推进系统需求24 1.6.1 飞行力学25 1.6.2飞行任务和飞机推力需求26 1.6.3根据要求的飞行状态选择发动机构型27 1.7桨轴驱动航空器——涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机29 1.7.1轴功率和推力推进飞机的动力需求对比29 1.7.2轴功率动力航空器的主要分级29 1.7.3 固定翼飞机30 1.7.4旋翼机30 1.8推力推进航空器——涡轮风扇、涡轮喷气和冲压喷气发动机31 1.8.1推力推进航空器的主要分级31 1.8.2 无人飞行器系统32 1.8.3 亚声速商用飞机和军用教练机32 1.8.4超声速民用运输机和先进战斗机33 1.8.5冲压发动机推进导弹33 1.9 辅助动力装置(APU) 34 1.9.1燃气涡轮发动机与活塞发动机34 1.9.2主要等级飞机的APU功率需求34 1.9.3 APU的各种构型35 2工作包线53 2.0引言53 2.1环境包线53 2.1.1 国际标准 53 2.1.2环境压力与压力高度54 2.1.3环境温度54 2.1.4相对密度与声速54 2.1.5 比湿与相对湿度55 2.1.6工业燃气轮机55 2.1.7机动车辆燃气轮机56 2.1.8船舶燃气轮机56 2.1—9航空发动机56 2.2安装压力损失56 2.2.1工业燃气轮机57 2.2.2机动车辆燃气轮机57 2.2.3船舶燃气轮机57 2.2.4航空发动机57 2.3飞行包线57 2.3.1 主要航空器类型的典型飞行包线57 2.3.2 自由气流总压和总温60 2.3.3 雷诺数比60 2.3.4飞行速度定义61 3 干空气、燃烧产物和其他工质的性质及图表94 3.0 引言94 3.1 气体的基本性质94 3.1.1 完全气体的状态方程94 3.1.2分子量和摩尔数95 3.1.3 定压热容CP和定体热容CV 95 3.1.4 气体常数R 95 3.1.5 热容比γ95 3.1.6动力黏度VIS和雷诺数95 3.2关键热力学参数96 3.2.1 总温或滞止温度T96 3.2.2 总压或滞止压力P 96 3.2.3 比焓H 96 3.2.4 比熵S 97 3.3干空气与燃烧产物的组分97 3.3.1 干空气 97 3.3.2燃烧产物97 3.4 CP、γ、比焓和比熵的计算方法98 3.4.1 恒定的CP和γ标准值98 3.4.2 基于平均温度的CP和γ值98 3.4.3 比焓和比熵——干空气、煤油或柴油 98 3.4.4 比焓和比熵——天然气99 3.5气体的基本性质和热力学性质数据库99 3.5.1分子量和气体常数99 3.5.2热容和热容比100 3.5.3 比焓和比熵 100 3.5.4动力黏度l00 3.6关键热力学参数之间的关系图表100 3.6.1 可压缩流曲线,“Q”曲线100 3.6.2燃烧温升图 101 3.6.3压气机和涡轮的等熵与多变效率转换 102 3.6.4 干空气的温熵图 102 3.6.5主要发动机循环的温熵示意图 103 4无量纲、准无量纲、换算和缩放参数组132 4.0 引言132 4.1 参数组的重要性132 4.2 参数组图表描述133 4.2.1 参数组图表133 4.2.2 无量纲参数组133 4.2.3 准无量纲参数组133 4.2.4换算的参数组133 4.2.5缩放参数组134 4.2.6组合参数组134 4.3应用实例134 4.3.1部件特性134 4.3.2发动机稳态非设计点性能 134 4.3.3发动机试验数据组别间的比较136 4.3.4发动机和部件设计的缩放136 4.3.5其他工作流体137 4.3.6发动机瞬态性能137 4.4二阶影响——稳态性能138 4.4.1 P1效应——雷诺数138 4.4.2 T1效应 138 …… 6 设计点性能和发动机概念设计2 7 5 7 非设计点性能362

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