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目 录1

绪论燃气轮机传热与叶片冷却概况1

1．燃气轮机的发展趋势1

§12-5气膜冷却有效温比 306

2．燃气轮机的主要传热问题6

3．提高燃气轮机的透平入口温度7

4．叶片冷却的发展速度10

5．新一代的工业燃气轮机13

6．压气机的传热问题16

7．燃烧室冷却16

8．透平冷却18

9．加力燃烧室和喷管的冷却21

10．燃气轮机的其它传热问题21

11．燃气轮机传热的基础研究24

12．冷却叶片的设计和材料的选择30

13．多层板全气膜冷却34

14．高温叶片传热实验和水冷、蒸汽冷却叶片38

参考文献45

§1-1气膜冷却的基本物理模型49

第一章气膜冷却的基本概念49

§1-2绝热壁温51

§1-3气膜冷却有效温比52

§1-4叶片冷却对透平效率的影响57

§1-5气膜冷却叶片的气动损失59

§1-6叶片冷却效果和平均冷却效率60

§1-7影响气膜冷却效果的主要参数61

§1-8缝槽气膜冷却的有效温比公式64

§1-9叶片离散孔气膜冷却66

§1-10高速、高温、大温差气膜冷却71

§1-11湍流强度对气膜冷却的影响72

§1-12全气膜冷却73

§1-13湍流强度和流动的不稳定性75

§1-14叶片前缘的冲击冷却76

§1-15叶片中段的冲击冷却78

§1-16气膜冷却研究的概括79

§1-17气膜冷却对发动机设计和性能的影响83

参考文献85

第二章二维气膜冷却有效温比的基础实验91

§2-1二维气膜冷却概述91

§2-2平缝气膜冷却平板的有效温比93

§2-3斜缝气膜冷却平板的有效温比105

参考文献113

第三章二维气膜冷却换热系数的基础实验115

§3-1气膜冷却换热系数的定义及其确定方法115

§3-2文献概述116

§3-3实验装置与测量结果123

参考文献129

第四章气膜冷却火焰筒壁温的计算方法和计算曲线132

§ 4-1火焰筒壁的冷却132

§4-2作图法求解火焰筒壁温135

§4-3计算公式和计算曲线136

§4-4应用实例146

参考文献152

第五章气膜冷却火焰筒壁温和热流量计算机程序153

§5-1湍流混合系数153

§5-2热流量的计算155

§5-3牛顿－拉斐尔森迭代法158

§5-4计算机程序162

§5-5计算例题的原始数据163

§5-6计算结果及分析166

参考文献178

第六章二维气膜冷却数值计算180

§6-1数值计算在气膜冷却研究中的作用180

§6-2二维气膜冷却流场的基本假设和控制方程181

§6-3湍流模型182

§6-4三对角线矩阵算法及程序框图186

§6-5帕坦卡－斯波尔丁方法189

§6-6具有气膜冷却修正的二维边界层算法191

§6-7算例195

参考文献198

第七章弯曲壁面的气膜冷却200

§7-1引言200

§7-2曲率对气膜冷却影响的分析201

§7-3气膜冷却过程和自然对流过程的比较203

§7-4流线曲率对湍流强度及雷诺切应力分布的影响205

§7-5壁面曲率对湍流热流的影响211

§7-6 弯曲壁面气膜冷却有效温比的一般实验结果212

§7-7弯曲壁面喷射孔附近区域气膜冷却流场及有效温比分布215

参考文献223

第八章气膜冷却火焰筒的流场测定225

§8-1火焰筒流场测定的意义225

§8-2实验系统与测量方法226

§8-3实验数据的整理230

§8-4测量结果及其分析236

参考文献241

第九章三维气膜冷却有效温比的基础实验242

§9-1三维气膜冷却的特点与研究方法242

§9-2传热传质类比的基本原理及实验装置244

§9-3实验结果246

参考文献259

第十章气膜冷却叶片有效温比的模拟实验261

§10-1叶片气膜冷却概述261

§ 10-2实验系统与测量方法264

§10-3实验结果267

§10-4实验结果的分析273

参考文献275

第十一章三维气膜冷却数值计算276

§11-1 三维气膜冷却的流动特征及基本假设276

§11-2控制方程278

§11-3湍流模型280

§11-4流场分块技术282

§11-5 弯曲壁面离散孔气膜冷却数值计算285

§11-6气膜冷却的优化设计292

参考文献296

第十二章激波风洞气膜冷却实验研究298

§12-1前言298

§12-2 Ludwreg瞬态风洞298

§12-3压力和温度的测量结果300

§12-4热流量的测量302

参考文献308

第十三章气膜冷却的观测309

§13-1概述309

§13-2风洞圧头、流速、方向测管310

§13-3热线测速仪318

§13-4纹影仪325

§13-5激光测量技术332

参考文献340

第十四章气膜冷却的其它应用342

§14-1高超音速气膜冷却342

§14-2等离子体发生器阳极气膜冷却343

§14-3飞机机翼和驾驶舱窗防冰气膜加热343

§14-4铀等离子体的气膜冷却方案344

§14-5 枪炮弹膛内的气膜冷却344

§14-6冲压发动机燃烧室的气膜冷却345

§14-8钛白粉生产过程中的气膜冷却347

§14-9气膜冷却的其它用途347

参考文献347

§14-7 火箭发动机燃烧室壁及喷管壁的气膜冷却和液膜冷却349

符号表349

内容索引353