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第1章　概述1

1.1　风机和压缩机的分类和应用1

1.1.1　风机和压缩机的分类1

目录1

1.1.2　风机和压缩机的应用6

1.2　风机的结构和主要参数10

1.3.1　标准大气状态12

1.3.2　风机标准进口状态12

1.3　气体的物理性质12

1.3.3　空气的参数13

1.4　气体的状态变化和能量转换14

1.4.1　热力学第一定律14

1.4.2　理想气体状态方程15

1.4.3　气体机械中的能量转换15

1.4.4　封闭系统中气体的状态变化16

1.4.5　开式系统中气体状态变化和功的计算19

2.1.1　理想流体的基本方程21

2.1　流体力学基本方程21

第2章　离心式通风机的工作原理21

2.1.2　离心式通风机叶轮中的相对运动22

2.2　通风机的基本方程24

2.2.1 叶轮进、出口速度三角形24

2.2.2　欧拉方程24

2.2.3　欧拉方程的物理意义25

2.3 叶轮的反作用度和叶轮叶片的型式25

2.3.1 叶轮的反作用度25

2.3.2　叶片的型式27

2.4　气体在叶轮中的实际流动29

2.4.1　作用在叶轮中气体的作用力29

2.4.2　有限叶片数的影响31

2.4.3　考虑压缩性影响的理论全压升33

2.4.4　进口气流冲角34

2.5　通风机的无因次系数34

2.5.1　压力系数34

2 5.2　流量系数35

2.5.4　比转速、转速系数和直径系数36

2.5.3 功率系数36

2.6　通风机的损失和效率39

2.6.1 流动损失39

2.6.2　泄漏损失43

2.6.3　叶轮的轮阻损失44

2.6.4　轴承损失45

2.6.5　通风机的功率及效率45

2.7 离心式通风机的性能曲线47

2.7.1 不计任何损失时的性能曲线47

2.7.2 计入损失后的性能曲线48

2.7.3　无因次性能曲线49

2.7.4　通风机的空气动力学略图49

2.7.5 系列产品的综合性能曲线50

2.7.6　系列产品的对数坐标曲线51

2.7.7　对数坐标曲线的原理51

2.8 离心式通风机中的内部流动53

2.8.1 一般离心叶轮中的射流一尾迹流动结构53

2.8.2　离心通风机叶轮的内部流态55

3.2　 叶轮尺寸的确定57

第3章　离心式通风机设计57

3.1 通风机设计的任务和要求57

3.2.1　最佳进口宽度b158

3.2.2　最佳进口直径59

3.2.3　进口叶片角β1A60

3.2.4　前后盘的圆角半径和叶片进口边斜切63

3.2.5 叶片数z的选择64

3.2.6　叶片进出口宽度b1，b265

3.3.1 平直叶片66

3.3　 叶片形状的确定66

3.3.2　圆弧形叶片67

3.3.3 叶片流道的决定69

3.3.4 叶片造型的解析法和图解法70

3.4　离心式通风机的进气装置74

3.4.1 进气室74

3.4.2　进气口（或集流器）75

3.4.3 　进口导流器75

3.5　导叶设计75

3.6.3　蜗壳内壁型线77

3.6.2　基本假设77

3.6.1　概述77

3.6　蜗壳设计77

3.6.4　蜗壳宽度B79

3.6.5　蜗壳内壁型线实用计算80

3.6.6　蜗壳出口长度及扩压器80

3.6.7　蜗舌81

3.7　离心式通风机设计82

3.7.1　方案选择82

3.7.2　离心通风机的设计步骤82

第4章　轴流式通风机86

4.1　轴流式通风机的工作原理和概况86

4.1.2　 叶轮对气体所做的功87

4.1.1　基元级上的速度三角形87

4.1.3　反作用度和预旋88

4.2　轴流式通风机的几种方案89

4.2.1 叶轮前设置前导叶89

4.2.2　 叶轮后设置导叶89

4.2.3　单独叶轮的级90

4.2.4 叶轮前后都设置导叶90

4.2.5　多级轴流式通风机90

4.3 　叶栅的空气动力学特性91

4.3.1 叶型和叶栅参数91

4.3.2 叶栅的升力92

4.3.3　空气动力学特性93

4.3.4 叶栅的气动力基本方程94

4.3.5　平面叶栅吹风试验数据97

10.6　环境大气参数及通风机进、出口温度的测量 198

4.3.6　无因次参数 .99

4.4　气流参数沿叶片高度方向的变化100

4.4.1　扭速沿半径的变化101

4.4.2　气流速度沿半径的变化101

4.4.3　气流角沿半径的变化102

4.4.4 C？沿半径的变化102

4.5 叶栅中的损失和效率103

4.5.1 实际气流流过叶栅时的损失103

4.5.2　扩压器中的损失105

4.6　轴流式通风机的特性分析105

5.1 概述108

第5章　轴流通风机的设计计算108

5.2　孤立叶型试验数据109

5.2.1 RAF-6E 叶型109

5.2.2　CLARKY 叶型110

5.2.3 LS叶型111

5.2.4　哥廷根叶型111

5.2.5　圆弧板叶型112

5.3　主要参数的选取112

5.3.1　轮毂比v112

5.3.2 叶轮外径D1113

5.3.3 叶片数z114

5.4　第一种孤立叶型设计方法114

5.5　第二种孤立叶型设计方法117

5.5.1　轴流通风机无量纲量表达式117

5.5.2　计算步骤119

5.6.1　原始叶型120

5.6.2　翼叶造型的几何角120

5.6　平面叶栅的翼叶造型120

5.6.3 叶型中心线121

5.6.4　各种叶型中心线的长度122

5.7　第一种叶栅设计方法123

5.8　第二种叶栅设计方法123

5.9　导叶的设计计算125

5.9.1　前导叶125

5.9.2 后导叶126

5.11　集流器、整流罩、整流体和扩散筒129

5.10.2　轴向间隙129

5.10.1　径向间隙129

5.10　径向间隙和轴向间隙129

5.11.2　整流罩130

5.11.3　整流体和扩散筒130

5.11.1　集流器130

第6章　通风机在管网中的工作及调节133

6.1 管网及其性能曲线133

6.1.1　管网的概念133

6.1.2　管网的阻力计算133

6.1.3　管网的性能曲线135

6.2　通风机与管网的联合工作135

6.3.1　并联运行136

6.3　通风机的联合运行136

6.3.2 串联运行138

6.4.1　 调节方法139

6.4　通风机的调节139

6.4.2　各种调节方法的比较142

6.5　非稳定工况及喘振143

6.5.1 工况变化及其性能稳定性143

6.5.2 喘振144

第7章 通风机的噪声147

7.1 基本概念147

7.1.1 声波147

7.1.2 声强148

7.1.3 声压与声压级149

7.1.4 声功率和声功率级151

7.1.5 倍频程153

7.1.6 噪声的评价153

7.2 通风机的噪声154

7.2.1 通风机噪声产生的原因154

7.2.2 通风机的声功率级和比声功率级155

7.2.3 通风机的噪声与性能的关系156

7.2.4 通风机的噪声频谱157

7.2.5 通风机的噪声特性158

7.3.1 通风机噪声减噪量的确定160

7.3 通风机的噪声控制160

7.3.2 通风机噪声的控制162

第8章 通风机内部三维湍流计算163

8.1 通风机内部流动的控制方程163

8.2 通风机内部三维湍流的计算方法164

8.2.1 无粘性流动解164

8.2.2 粘性流动计算165

8.3 湍流模型及其应用167

8.4 通风机内部三维非定常湍流的计算168

8.4.1 概述168

8.4.2 数值算法172

8.4.3 静干扰对尖部区域流动的影响173

8.5 小结178

第9章 通风机气动噪声预测计算180

9.1 物理数学模型180

9.2 数值算法182

9.3.1 对规则翼型冷却风扇的噪声预测185

9.3 计算结果185

9.3.2 对复杂翼型冷却风扇的噪声预测187

第10 章通风机性能试验与内部流场测量191

10.1 通风机性能试验的目的及试验的分类191

10.1.1 通风机性能试验的目的191

10.1.2 通风机试验的分类191

10.2.2　皮托管192

10.2.1　压力显示仪器192

10.2　压力的测量192

10.3　流量的测量193

10.3.1　进口集流器测流量193

10.3.2　皮托管测流量194

10.4　转速的测量196

10.4.1　光电转速传感器196

10.4.2　手持式数字转速表196

10.5.1　用转矩转速传感器与转矩转速功率仪配套测量通风机的轴5率197

10.5.2　扭矩法测功率197

10.5 功率的测量197

10.4.3　转矩转速测量仪197

10.5.3 电测法测功率198

10.6.1　环境大气参数的测量198

10.6.2　通风机进、出口气流 温度的测量199

10.7　通风机噪声的测量199

10.8　通风机性能试验装置及性能计算199

10.8.1 进气试验200

10.8.2 出气试验203

10.8.3　进出气试验205

10.8.4　试验方法的比较与选用207

10.9　通风机性能试验的一般规则及注意事项207

10.9.1　试验前对仪表及试验设备的检查207

10.9.2　试验测量程序及注意事项208

10.10　考虑压缩性影响的修正计算208

10.10.1　流量的修正计算208

10.10.2　功率的修正计算209

10.10.3　通风机效率的修正计算210

10.11.1　性能换算211

10.10.4 空气密度的计算211

10.11　通风机性能参数的换算及特性曲线的绘制211

10.11.2　特性曲线的绘制212

10.12　通风机内部流场的测量213

10.12.1　概述213

10.12.2　皮托管测速技术214

10.12.3　环型叶栅内部流动的PIV测量214

第11章　离心式压缩机原理219

11.1 离心式压缩机的结构及应用219

11.2.2　能量方程220

11.2.3　伯努利方程220

11.2.1　欧拉方程220

11.2　离心式压缩机的基本方程220

11.2.4　压缩过程在T—s图上的表示222

11.2.5　总耗功和功率224

11.2.6　滞止参数的表示225

11.2.7　压缩机效率的表达式226

11.3　压缩机内的基本过程变化227

11.3.1　压缩机进气道228

11.3.3　级中实际压缩过程229

11.3.2　工作级间的等熵压缩过程229

11.4.1　进口截面的气流参数230

11.4　进气道气动计算230

11.4.2　截面1—1处的气流参数231

11.5　叶轮231

11.5.1　叶道中的流动232

11.5.2 叶轮中的损失234

11.5.3 叶轮设计参数的确定236

11.6　无叶扩压器238

11.6.2　无叶扩压器进口参数的确定239

11.6.1　气体在无叶扩压器中的流动239

11.6.3　无叶扩压器出口参数的确定240

11.7 叶片扩压器241

11.7.1 气体在叶片扩压器中的流动241

11.7.2　叶片扩压器的损失和效率242

11.7.3　叶片扩压器主要参数的确定244

11.8　蜗壳（排气室）245

11.9.2　进气道参数247

11.9　离心压缩机气动参数计算247

11.9.1 原始数据247

11.9.3　压缩机叶轮参数248

11.9.4　无叶扩压器段参数251

11.9.5　叶片扩压器参数253

11.9.6　蜗壳参数254

11.9.7　压缩机参数校核255

11.10　离心压缩机的特性曲线255

12.1 压缩机相似的基本准则259

第12章　压缩机的相似率259

12.2　压缩机的相似条件260

12.2.1　几何相似260

12.2.2　进口速度三角形相似261

12.2.3　绝热指数K相等261

12.2.4　马赫数M相等261

12.3　相似理论的应用263

12.3.1 同一压缩机在不同工作条件下的相似263

12.3.2　几何相似的压缩机的相似工况266

12.3.3　用无因次参量表示压缩机的性能267

12.4　相似设计268

12.5　性能换算269

12.5.1　符合相似时的性能换算269

12.5.2　近似相似时的换算269

第13章　轴流式压缩机原理273

13.1　基元级速度三角形273

13.2　级中的气体压缩过程274

13.3　轴流压缩机气动参数沿径向的变化277

13.4.1　平面叶栅的主要参数279

13.4　轴流压缩机的叶型和叶栅279

13.4.2　压缩机叶栅的特性281

13.5　压缩机平面叶栅设计284

13.5.1 “名义工况”关系式284

13.5.2 “最大升阻比”关系式288

13.5.3 “最小损失”关系式289

13.5.4　根据平面叶栅数据设计基元级289

13.6　轴流压缩机的损失289

参考文献292