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目录1

第一章 基本假设和原始数据8

1.1 基本假设8

1.2 CnHmOlNk－空气系统简介10

5.3.1.2 变热容问题的熵方程11

1.3 基本常数、计量单位及单位换算关系12

1.4 气体组分热力性质的原始数据13

15 绝对焓的读数制14

1.6 原始数据的函数逼近17

1.6.1 拉格朗日多项式插值17

1.6.2 三次样条函数插值19

1.6.3 多项式拟合19

1.7 原始数据的精度29

第二章 CnHmOlNk－空气系统化学平衡状态燃气成分的计算32

2.1.1 物质守恒方程32

2.1 物质守恒方程、压力方程和解离方程32

2.1.2 压力方程34

2.1.3 解离方程34

2.2 简单迭代法35

2.2.1 瓦尼切夫法35

2.2.2 双变量迭代法37

2.3 赫夫法40

5.75 定熵方程的β系数βs44

2.4 最小自由能法44

2.5 贫油完全燃烧产物成分的计算49

2.6 富油弱解离产物成分的计算51

第三章 CnHmOlNk-空气系统化学平衡状态燃气热力性质的计算53

3.1 燃气的摩尔质量和密度53

3.2 燃气的绝对焓、熵和内能54

3.3 定压过程的偏导数61

3.4 定温过程的偏导数65

3.5 定容过程的偏导数67

3.6 定焓过程的偏导数69

3.7 定熵过程的偏导数69

3.8 燃气的定压热容和定容热容72

3.9 燃气的声速和定熵指数78

3.10 CnHm－空气系统化学平衡状态燃气热力性质表85

4.1 熵函数87

第四章 CnHm0lNk－空气系统贫油完全燃烧产物热力性质的第二种计算系统87

4.2 π函数88

4.3 θ函数89

4.4 δ函数94

4.4.1 CnHm－空气系统的δ函数94

4.42 θ函数和δ函数的通用关系式100

4.43 CnHmOlNk－空气系统燃气热力性质的折合计算方法103

4.52 比定温燃烧焓差104

4.5.1 燃料的热值104

4.5 定温燃烧焓差104

4.5.3 摩尔定温燃烧焓差107

4.6 湿空气燃烧产物热力性质的计算107

4.6.1 摩尔质量108

4.6.2 定压比热容、比焓和比熵函数108

4.6.3 定熵指数108

4.7 空气热力性质、θ函数和δ函数的拟合多项式108

4.8 CnHmO？空气系统完全燃烧产物热力性质表111

第五章 热力过程的基本方程113

5.2 焓方程114

5.1 连续方程114

5.2.2 第一种计算途径的牛顿法修E量方程114

5.2.1 焓方程的基本形式114

5.2.3 第二种计算途径的牛顿法修正量方程116

5.2.3.1 已知气流的比滞止焓h？和气流的马赫数Ma116

5.2.3.2 已知气流的比静焓h2117

5.2.3.3 已知气流的比滞止焓h？和密流D117

5.3 熵方程118

5.3.1 熵方程的基本形式118

5.3.1.1 变成分问题的熵方程118

5.3.1.3 定热容问题的熵方程120

5.3.3 第二种计算途径的牛顿法修正量方程122

5.3.2 第一种计算途径的牛顿法修正量方程122

5.4 冲量方程123

5.4.1 冲量方程的基本形式123

5.4.2 第一种计算途径的牛顿法修正量方程124

5.4.3 第二种计算途径的牛顿法修正量方程125

5.5 燃烧方程126

5.5.1 燃烧方程的基本形式126

5.5.2 燃料的绝对焓和燃料的热值127

5.5.3 燃烧效率的计入130

5.5.4 变热容问题燃烧方程的其他形式134

5.6 能量方程、定熵方程、流量方程和冲量方程的气体动力学函数134

5.6.1 变成分问题的定熵流气体动力学函数135

5.6.2 变热容问题的气体动力学函数138

56.3 定热容问题的气体动力学函数139

5.7.2 声速方程的β系数βa142

5.7.1 状态方程的β系数βR142

5.7 气体动力学函数中的β系数和特性温度To142

5.7.3 流量方程的β系数βG143

5.7.4 能量方程的β系数βh143

5.76 冲量方程的β系数βI145

5.7.7 特性温度Tc145

5.8 变成分气动参数表145

第六章 已知熵值的热力过程的计算146

6.1 定熵平衡膨胀（压缩）到给定的温度147

6.1.1 计算任务及应用147

6.1.2 第一种计算途径147

6.1.3 第二种计算途径147

6.1.4 利用变成分燃气热力性质表求解148

6.1.5 利用变热容燃气热力性质表或π函数表求解148

6.1.6 利用变成分气动函数表求解149

6.2.1 计算任务及应用150

6.2 定熵平衡膨胀（压缩）到给定的压力150

6.1.7 利用平均定熵指数km求解150

6.2.2 第一种计算途径152

6.2.3 第二种计算途径153

6.2.4 利用变成分燃气热力性质表求解153

6.2.5 利用变热容燃气热力性质表或π函数表求解154

6.2.6 利用变成分气动函数表求解154

6.2.7 利用平均定熵指数km求解155

6.3 定熵平衡膨胀（压缩）到给定的速度156

6.3.1 计算任务及应用156

6.3.2 第一种计算途径157

6.3.3 第二种计算途径157

6.3.3.1 压力和温度同时进行迭代157

6.3.3.2 压力和湿度分别进行迭代157

6.3.4 利用变成分燃气热力性质表求解157

6.3.6 利用变成分气动函数表求解158

6.3.5 利用变热容燃气热力性质表求解158

6.3.7 利用平均定熵指数km求解159

6.4 定熵平衡膨胀（压缩）到给定的密流160

6.4.1 计算任务及应用160

6.4.2 第一种计算途径160

6.4.3 第二种计算途径160

6.4.3.1 压力和温度同时进行迭代160

6.4.3.2 压力和温度分别进行迭代160

6.4.4 利用变成分燃气热力性质表求解161

6.4.5 利用变热容燃气热力性质表求解162

6.4.6 利用变成分气动函数表求解162

6.4.7 利用平均定熵指数km求解164

6.5 定熵平衡膨胀（压缩）到给定的马赫数164

6.5.1 计算任务及应用164

6.5.2 第一种计算途径164

6.5.3.2 压力和温度分别进行迭代165

6.5.3 第二种计算途径165

6.5.3.1 压力和温度同时进行迭代165

6.5.4 利用变成分燃气热力性质表求解166

6.5.5 利用变热容燃气热力性质表求解166

6.5.6 利用变成分气动函数表求解167

6.5.7 利用平均定熵指数km求解167

6.6 定熵冻结膨胀（压缩）到给定的压力168

6.6.1 计算任务及应用168

6.6.2 计算特点168

6.6.3 准确解法169

6.6.4 利用变热容燃气热力性质表进行近似计算170

6.6.5 利用定热容气动函数求解171

第七章 已知焓值的热力过程的计算173

7.1 由燃气焓值求燃气温度173

7.1.1 计算任务及应用173

7.2.1 计算任务及应用174

7.2 给定燃气压力下燃烧温度的计算174

7.2.2 基本解法174

7.1.2 第一种计算途径174

7.1.5 利用变热容燃气热力性质表求解174

7.1.4 利用变成分燃气热力性质表求解174

7.1.3 第二种计算途径174

7.2.3 利用变成分燃气热力性质表求解175

7.2.4 利用变热容燃气热力性质表求解175

7.2.5 利用燃烧过程理论温升表求解176

7.3 燃烧过程所需油气比的计算176

7.3.1 计算任务及应用176

7.3.2 第二种计算途径176

7.3.3 利用变成分燃气热力性质表求解177

7.3.4 利用变热容燃气热力性质表求解177

7.4.1 计算任务及应用178

7.4.2 第一种计算途径178

7.4 非定压燃烧过程、混合过程和激波过程的计算178

7.4.3 第二种计算途径179

7.4.4 利用变成分燃气热力性质表求解180

7.4.5 利用变热容燃气热力性质表求解181

7.4.6 利用焓－熵图求解182

7.4.7 利用变成分气动参数表求解183

7.4.8 利用定热容气动函数求解183

7.4.8.1 等截面一元加热管流184

7.4.8.2 正激波185

7.5 给定燃烧温度下非定压燃燃过程的计算187

7.5.1 计算任务及应用187

7.5.2 变成分问题的计算187

7.5.3 利用变成分气动参数表求解188

7.6 燃烧过程燃烧效率的计算189

7.6.1 变成分问题的计算189

7.5.4 变热容问题的计算189

7.6.2 变热容问题的计算190

7.6.3 空气含湿量对燃烧效率的影响191

第八章 典型热力过程应用举例194

8.1 非均匀流平均气流参数的计算194

8.1.1 按照定熵条件定义的平均滞止参数194

8.1.2 按照作功能力相等条件定义的平均滞止参数195

8.1.2.1 变成分问题的计算195

8.1.2.3 定热容问题的计算197

8.1.2.2 变热容问题的计算197

8.1.3 按照气流动量相等条件定义的平均滞止参数198

8.1.4 按流量加权平均值或通道面积加权平均值定义的平均滞止压力198

8.2 燃烧过程效率系数的计算199

8.3 涡轮风扇发动机混合排气推力增益的计算200

8.3.1 变成分问题和变热容问题的计算200

8.3.2 定热容问题的计算202

8.4 涡轮风扇发动机加力燃烧室的热力计算204

9 燃烧效率定义的分类209

第九章 燃烧效率的定义和计算209

9.1.1 表征燃烧过程完全程度的性能参数210

9.1.2 理论燃烧性能210

9.2 按实际放热量定义的燃烧效率η？211

9.2.1 ηο的基本定义211

9.2.2 ηο的第一种表示式211

9.2.4 η？的第三种表示式213

9.2.3 ηο的第二种表示式215

9.2.5 对ηο的评论216

9.3 按当量放热量定义的燃烧效率η？216

9.3.1 ？的第一种表示式217

9.3.2 η？的第二种表示式217

9.3.3 η？的表示式217

9.3.4 对η？的评论218

9.3.5 ηq与η？之间的关系218

9.4.1 η？和η？的表示式219

9.4 按燃烧过程的燃气焓差定义的燃烧效率η？219

9.4.2 对η？的评论220

9.5 按燃烧温升定义的燃烧效率ηT220

9.5.1 η？和ηT的表示式220

9.5.2 对ηT的评论221

9.6 按燃烧过程所需油气比定义的燃烧效率ηf221

9.6.1 η？和ηf的表示式221

9.7.1 η？和ηF的表示式222

9.7.2 对ηF的评论222

9.7 按燃烧过程所需油气比定义的燃烧效率ηF222

9.6.2 对ηf的评论222

9.8 各种燃烧效率之间的数值关系223

9.8.1 燃烧过程典型不完全燃烧产物成分的计算模型224

9.8.2 典型不完全燃烧产物成分的计算225

9.8.3 高碳数碳氢化合物焓值的确定229

9.8.4 各种燃烧效率之间数值关系的计算结果231

9.9 对选择燃烧效率定义的建议235

9.8.5 不完全燃烧产物成分对各种燃烧效率之间数值关系的影响235

9.10 不完全燃烧产物定压热容的计算236

第十章 CnHmOlNk－空气系统典型热力过程的计算机程序237

10.1 CnHmOlNk－空气系统典型热力过程变成分问题计算机程序说明238

10.1.1 公用区元素238

10.1.2 计算结果240

10.1.3 BLOCKDATA240

10.1.4 SUBROUTINEGS(A,N,M)240

10.1.5 SUBROUTINEXR(XA,X,YA,YB,XMIN,XMAX)240

10.1.6 SUBROUTINEXI(T,M)240

10.1.7 SUBROUTINIEXCQ(F,F1,W,C,QI,MG,RK)241

10.1.8 SUBROUTINEXA(P,AS,PS,A,P1,K,LP,QI)241

10.1.9 SUBROUTINEXPI(N,PX,TX,F,F1,W)241

10.1.10 SUBROUTINEXPT(N,PX,TX,F,F1,W,HP,ST,DMV,D2)241

10.2.1 公用区元素243

10.2 C？HmOlNk-空气系统典型热力过程变热容问题计算机程序说明243

10.1.13 SUBROUTINEXAE(PX,TX,F,F1,W)243

10.1.12 SUBROUTINEX9(PTX,TT2,TTT,SIG,F,F1,W,HT1,G1,XJ,A1, A2,PT2,V2,G2)243

10.1.11 SUBROUTINEXP(N,PX,TX,F,F1,W,HS)243

10.2.2 计算结果244

10.2.3 BLOCKDATA244

10.2.4 SUBROUTINEYR(XA,X,YA,YB,XMIN,XMAX)245

10.2.5 SUBROUTINEY1(T,F,F1,W)245

10.2.6 SUBROUTINEYPT(N,PDE1,TID2,PHMF2,T2D2,F,F1,W)245

10.3 CnHmOlNk－空气系统典型热力过程变成分问题计算机程序246

10.4 CnHmOlNk－空气系统典型热力过程变热容问题计算机程序270

参考文献276

附表279

表1 水蒸气的饱和蒸气压力p？281

表2 大气中的含湿量ω与大气温度t和大气相对湿度？的关系（p=0.980665×105Pa）282

表3 12种气体组分的热力性质283

表4 12种气体组分热力性质的拟合多项式系数286

表5 空气热力性质、θ函数和δ函数的拟合多项式系数287