燃氣渦輪燃燒室基礎

《燃氣渦輪燃燒室基礎》是2023年清華大學出版社出版的圖書，作者是曾青華、馮大強、鄒利民。

基本介紹

• 中文名：燃氣渦輪燃燒室基礎
• 作者：曾青華、馮大強、鄒利民
• 出版時間：2023年10月1日
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302632337 
• 定價：99 元

內容簡介

本書共14章,系統闡述了航空燃氣渦輪發動機燃燒室的相關理論、關鍵技術和部件的原理、功用、工作機制、試驗測試和故障分析。第1章和第2章主要闡述了燃燒及燃燒學的基礎理論; 第3章論述了航空燃氣渦輪發動機的基本知識,從整機視角認識燃燒室; 第4章和第5章從總體角度闡述了主燃燒室的功用、特點、類型、結構、參數、性能要求、設計要求和工作機制; 第6章至第11章從部件結構和性能角度進行闡述,包括噴油嘴及其噴霧、點火器和燃燒室點火、擴壓器及其內流特性、兩股空氣動力學特性、火焰筒冷卻和燃燒室排放等; 第12章闡述了加力燃燒室的功用、特點、參數、性能要求和構成,討論了振盪燃燒問題; 第13章闡述了工程燃燒室試驗的相關概念、試驗器、試驗方法、測試技術和試驗數據的處理; 第14章闡述主燃燒室和加力燃燒室的主要故障類型和常見故障處理方法,從更深層次理解燃燒室理論和燃燒室設計。

圖書目錄

目錄

第1章緒論

1.1燃燒的定義

1.2燃燒的分類

1.3燃燒的套用

1.4燃燒學簡史

1.5燃燒學研究對象和方法

1.6本書的內容要點

第2章燃燒基礎理論

2.1引言

2.1.1內容概述

2.1.2燃燒系統

2.2燃燒熱力學

2.2.1燃燒系統的熱力學第一定律分析

2.2.2燃燒系統的熱力學第二定律分析

2.3燃燒動力學

2.3.1化學反應有關概念

2.3.2化學反應速度

2.3.3反應速度影響因素

2.3.4鏈反應

2.4燃燒流體力學

2.4.1多組分氣體性質

2.4.2輸運定律

2.4.3守恆方程

2.4.4一維流方程

2.4.5多組分反應系統相似準則

2.5氣相燃燒基礎理論

2.5.1層流預混燃燒

2.5.2湍流預混燃燒

2.5.3層流/湍流的擴散燃燒

2.6液霧燃燒基礎理論

2.6.1航空噴氣燃料RP-3的特性

2.6.2高溫靜止環境下油滴的蒸發和燃燒

2.6.3對流環境下的油滴蒸發和燃燒

2.6.4熱壁面上油滴的蒸發

2.6.5油滴蒸發燃燒中的多組分因素

2.6.6油滴群的蒸發和燃燒

2.7著火、熄火和火焰穩定

2.7.1著火理論

2.7.2熄火理論

2.7.3火焰穩定理論

第3章航空燃氣渦輪發動機概述

3.1航空燃氣渦輪發動機類型

3.2航空燃氣渦輪發動機循環

3.3航空燃氣渦輪發動機性能要求

3.3.1渦噴和渦扇發動機的性能指標

3.3.2渦槳和渦軸發動機的性能指標

3.3.3航空燃氣渦輪發動機使用性能要求

第4章主燃燒室概述

4.1主燃燒室的功用

4.2主燃燒室的特點

4.3主燃燒室的類型

4.3.1單管燃燒室

4.3.2環管燃燒室

4.3.3環形燃燒室

4.4主燃燒室的結構

4.5主燃燒室的參數

4.6主燃燒室的性能要求

4.6.1燃燒效率

4.6.2總壓損失

4.6.3出口溫度分布

4.6.4點火邊界

4.6.5穩定工作範圍

4.6.6排氣污染

4.6.7使用壽命

4.6.8容熱強度

4.7主燃燒室設計界面要求

4.7.1設計界面參數要求

4.7.2設計界面尺寸要求

第5章主燃燒室工作機制

5.1火焰筒分區

5.1.1常規分區

5.1.2分區發展

5.2空氣流量分配

5.3空氣流動組織

5.4油霧分布組織

5.5燃燒區燃燒機制

5.6摻混區摻混機制

5.7火焰筒冷卻機制

第6章噴油嘴及其噴霧

6.1噴油嘴工作機制

6.1.1液滴破碎條件

6.1.2液柱霧化機制

6.1.3液膜霧化機制

6.2噴油嘴性能要求

6.2.1噴油量

6.2.2噴霧錐角

6.2.3噴霧周向不均勻度

6.2.4液滴平均直徑

6.2.5液滴尺寸分布

6.2.6液滴均勻度

6.3噴油嘴流量方程

6.4噴油嘴的類型

6.4.1直射式噴嘴

6.4.2離心式噴嘴

6.4.3空氣霧化噴嘴

6.4.4甩油盤噴嘴

6.4.5蒸發管噴嘴

6.4.6組合式噴嘴

6.5噴油嘴性能理論計算

6.5.1噴油量理論計算

6.5.2噴霧錐角理論計算

6.5.3燃油黏性的影響

6.6噴油嘴性能的影響因素

6.7噴油嘴積炭和防護

6.7.1噴油嘴積炭機制

6.7.2噴油嘴積炭防護

第7章點火器和燃燒室點火

7.1物態

7.2氣體放電

7.3點火器類型

7.3.1電火花點火器

7.3.2電漿點火器

7.4點火器套用場景

7.5燃燒室點火方式

7.6燃燒室點火過程

7.7燃燒室點火因素

第8章擴壓器及其內流特性

8.1擴壓器功能

8.2擴壓器流態

8.3擴壓器性能要求

8.3.1擴壓器性能指標

8.3.2擴壓器使用性能要求

8.4擴壓器類型

8.5擴壓器結構

8.6擴壓器型面設計

8.7進口流動條件影響

第9章兩股空氣動力學特性

9.1旋流器

9.1.1旋流器功用

9.1.2旋流器類型

9.1.3旋流器性能

9.2旋流器空氣動力學

9.2.1旋流器空氣流動

9.2.2回流形成機制

9.3環道空氣動力學

9.3.1環道空氣流動

9.3.2火焰筒孔內流動

第10章火焰筒冷卻

10.1引言

10.2火焰筒冷卻方法

10.2.1常規型氣膜冷卻

10.2.2增強型氣膜冷卻

10.2.3先進冷卻方法

10.3熱障塗層技術

10.4火焰筒的材料

10.4.1材料的基本要求

10.4.2陶瓷複合材料

10.5火焰筒溫度計算

10.5.1非冷卻壁溫計算

10.5.2氣膜冷卻壁溫計算

10.5.3熱障塗層壁溫計算

第11章燃燒室排放

11.1排放污染物的危害

11.2污染物生成機制

11.2.1CO生成機制

11.2.2UHC生成機制

11.2.3冒煙生成機制

11.2.4NOx生成機制

11.3污染物控制方法

11.3.1CO和UHC控制

11.3.2冒煙控制

11.3.3NOx控制

11.4低污染燃燒室技術

11.4.1可變幾何燃燒室

11.4.2燃油分級燃燒室

11.4.3貧油預混預蒸發燃燒室

11.4.4富油燃燒-淬熄-貧油燃燒燃燒室

11.4.5貧油直接噴射燃燒室

11.4.6催化燃燒室

第12章加力燃燒室

12.1加力燃燒室的功用

12.2加力燃燒室的特點

12.2.1區別於主燃燒室的特點

12.2.2渦噴加力與渦扇加力比較

12.2.3加力的硬點火與軟點火

12.3加力燃燒室的參數

12.4加力燃燒室性能要求

12.4.1加力燃燒室性能指標

12.4.2加力燃燒室使用性能要求

12.5加力燃燒室的構成

12.5.1混合器

12.5.2擴壓器

12.5.3穩焰器

12.5.4供油裝置

12.5.5點火裝置

12.5.6防振隔熱屏

12.5.7結構一體化

12.6振盪燃燒

12.6.1振盪燃燒的類型和特點

12.6.2加力燃燒室振盪燃燒的原因

12.6.3加力燃燒室振盪燃燒的抑制

第13章燃燒室試驗

13.1試驗的相關概念

13.1.1燃燒室試驗定義

13.1.2試驗科目和工況

13.1.3燃燒室的試驗件

13.2燃燒室的試驗器

13.2.1試驗器的原理

13.2.2試驗器的構成

13.2.3關鍵工藝設備

13.2.4試驗器的設計

13.3燃燒室試驗方法

13.3.1模化實驗方法

13.3.2主要相似準則

13.3.3冷態流阻試驗方法

13.3.4流量分配試驗方法

13.3.5點/熄火特性試驗方法

13.3.6燃燒性能的試驗方法

13.4燃燒室測試技術

13.4.1高溫測試技術

13.4.2燃氣分析技術

13.4.3光學診斷技術

13.5試驗數據的處理

13.5.1試驗數據判識

13.5.2試驗數據的處理方法

13.5.3不確定度分析

第14章燃燒室故障分析

14.1主燃燒室故障

14.1.1主要故障類型

14.1.2常見故障處理

14.2加力燃燒室故障

14.2.1主要故障類型

14.2.2常見故障處理

14.2.3複雜系統性問題引起的故障

附錄A常見燃料與靜止空氣恰當混合在1atm/25℃下燃燒性能參數

附錄B空氣與燃氣各組分絕對焓與溫度的關係

附錄C工程燃燒室常用的光學診斷技術

附錄D主要符號表

參考文獻