透平机械中的流体力学与热力学（第7版） [Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery，Seventh Edition] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] S·L·狄克逊，[英] C·A·霍尔 著，张荻，谢永慧 译

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• 透平机械
• 流体力学
• 热力学
• 工程
• 机械工程
• 流体机械
• 热力学
• 第七版
• turbomachinery
• 流体流动

出版社： 西安交通大学出版社

ISBN：9787560581231

版次：7

商品编码：11888936

包装：平装

丛书名： 国外名校最新教材精选

外文名称：Fluid Mechanics and Thermodynamics of Turbomachinery，Seventh Edition

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用

内容简介

　　透平机械亦称为叶轮机械和涡轮机械。广泛应用于发电、化工、航空航天、舰船动力等领域。《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》涵盖了透平机械中的流体力学和热力学基础知识，是该领域的重要书籍，并对常见的轴流式、径流式和混流式透平机械，如压气机、泵、涡轮机、水轮机和风力机等的基本原理、工作性能和初步设计进行了充分阐述。《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》可以作为高年级本科生和研究生的透平机械主要教材，也可作为从事航空航天、电力、油气以及其他有关透平机械设计及运行行业的专业技术人员的参考书。
　　《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》介绍了类型的透平机械，包括离心式泵和燃气涡轮机添加了数值计算方法，包括计算流体动力学在透平机械领域的应用提供了*多的习题和例题主要内容：绪论：基本原理；量纲分析：相似原理；二维叶栅；轴流式涡轮机：中径流线分析及设计；轴流压气机与涵道风扇；轴流式透平机械的三维流动；离心式泵、风机和压气机；径流式燃气涡轮机；水轮机；风力机；附录A：大型涡轮增压器轴流涡轮机的初步设计：附录B：涡轮增压器离心压气机的初步设计；附录C：完全气体可压缩流动气体动力函数表；附录D：英美制单位与国际单位制的换算；附录E：水蒸汽焓熵图；附录F：习题答案。

作者简介

　　S·L·狄克逊（S.L.Dixon），高级研究员，利物浦大学工程系。
　　
　　C·A·霍尔（C.A.HaII），透平机械讲师，剑桥大学工程系。

目录

译者序
第7版序
致谢
符号表
第1章 绪论：基本原理
1．1 透平机械的定义
1．2 坐标系
1．3 基本定律
1．4 连续方程
1．5 热力学第一定律
1．6 动量方程
1．7 热力学第二定律——熵
1．8 伯努利方程
1．9 流体的热力学性质
1．10 完全气体可压缩流的关系式
1．11 效率的定义
1．12 小焓差级或多变效率
1．13 透平机械内流动的固有不稳定性
习题
参考文献

第2章 量纲分析：相似原理
2．1 量纲分析和确定性能的定律
2．2 不可压缩流体分析
2．3 低速透平机械的性能特性
2．4 可压缩流体分析
2．5 高速透平机械的性能特性
2．6 比转速及比直径
2．7 空化
习题
参考文献

第3章 二维叶栅
3．1 引言
3．2 叶栅几何特性
3．3 叶栅流动特性
3．4 叶栅受力分析
3．5 压气机叶栅性能
3．6 涡轮机叶栅
3．7 叶栅数值分析
习题
参考文献

第4章 轴流式涡轮机：中径流线分析及设计
4．1 引言
4．2 轴流式涡轮机级的速度三角形
4．3 涡轮机级设计参数
4．4 轴流式涡轮机级的热力学
4．5 重复级涡轮机
4．6 级损失与级效率
4．7 轴流式涡轮机的初步设计
4．8 涡轮机类型
4．9 反动度对效率的影响
4．10 流体在叶片排中的扩压
4．11 Smith（1965）效率关联式
4．12 涡轮机级设计工况的效率
4．13 涡轮机动叶片的应力
4．14 涡轮机叶片的冷却
4．15 涡轮机流量特性
习题
参考文献

第5章 轴流压气机与涵道风扇
5．1 引言
5．2 压气机级的中径流线分析
5．3 压气机级的速度三角形
5．4 压气机级的热力学
5．5 级的损失关系式及效率
5．6 压气机动叶栅的中径流线计算
5．7 压气机级的初步设计
5．8 非设计工况性能
5．9 多级压气机性能
5．10 高马赫数压气机级
5．11 压气机中的失速和喘振现象
5．12 低速涵道风扇
习题
参考文献

第6章 轴流式透平机械的三维流动
6．1 引言
6．2 径向平衡理论
6．3 间接问题
6．4 直接问题
6．5 通过静叶片排的可压缩流动
6．6 等比质量流型
6．7 级的非设计工况性能
6．8 采用自由涡流型的涡轮机级
6．9 激盘法
6．10 通流计算方法
6．11 三维流场特征
6．12 三维设计
6．13 三维计算流体动力学的应用
习题
参考文献

第7章 离心式泵、风机和压气机
7．1 引言
7．2 一些定义
7．3 离心压气机的热力学分析
7．4 压气机进口速度的限制
7．5 泵的进口设计
7．6 离心压气机进口设计
7．7 滑移系数
7．8 统一的滑移系数关联式
7．9 离心式泵的压头
7．10 离心压气机性能
7．11 扩压器系统
7．12 扩压器性能参数
7．13 压气机级的阻塞
习题
参考文献

第8章 径流式燃气涡轮机
8．1 引言
8．2 向心式涡轮机的类型
8．3 90°向心式涡轮机的热力学分析
8．4 转子的基本设计
8．5 标称设计工况效率
8．6 一些马赫数关系式
8．7 涡壳与静叶
8．8 关于最佳效率的一些讨论
8．9 最小叶片数准则
8．10 转子出口的设计依据
8．11 比转速的意义及应用
8．12 90°向心式涡轮机的优化设计选择
8．13 间隙和鼓风损失
8．14 冷却式90°向心式涡轮机
习题
参考文献

第9章 水轮机
9．1 引言
9．2 水轮机
9．3 冲击式水轮机
9．4 反动式水轮机
9．5 混流式水轮机
9．6 转浆式水轮机（Kaplan水轮机）
9．7 尺寸对透平机械效率的影响
9．8 水轮机汽蚀
9．9 CFD在水轮机设计中的应用
9．10 威尔斯涡轮机
9．11 潮汐能发电
习题
参考文献

第10章 风力机
10．1 引言
10．2 风力机的类型
10．3 风力机性能测量
10．4 年发电量
10．5 风力数据统计分析
10．6 致动盘方法
10．7 叶片基元理论介绍
10．8 叶片基元动量方法（BEM方法）
10．9 转子结构
10．10 最佳工况的输出功率
10．11 对水平轴风力机叶片翼型的要求
10．12 叶片制造的发展
10．13 控制方法（启动、调整和停机）
10．14 叶尖形状
10．15 性能测试
10．16 性能预测程序
10．17 环境问题
10．18 最大型的风力机
10．19 结束语
习题
参考文献

附录A：大型涡轮增压器轴流涡轮机的初步设计
附录B：涡轮增压器离心压气机的初步设计
附录C：完全气体可压缩流动气体动力函数表
附录D：英美制单位与国际单位制的换算
附录E：水蒸汽焓熵图
附录F：习题答案

前言/序言

流体动力学与热力学在透平机械设计中的关键作用 透平机械，如燃气轮机、蒸汽轮机、压缩机和泵，是现代工业和能源生产领域的核心设备。其高效、可靠的运行，离不开对流体流动规律和能量转化过程的深刻理解。本书聚焦于支撑这些复杂机械设计与分析的两个基本学科：流体力学与热力学。 流体力学：驱动力的源泉 在透平机械中，流体的运动直接决定了机械的性能。无论是空气、蒸汽还是水，它们在叶轮、导叶等部件中的流动行为，都会产生驱动力或阻力，进而影响设备的输出功率、效率和稳定性。本书将系统阐述流体力学在透平机械中的应用，重点关注以下几个方面： 基本概念与定律： 从流体的基本性质（密度、粘度、可压缩性等）入手，深入介绍流体静力学、流体动力学方程（如纳维-斯托克斯方程）及其在透平机械分析中的简化与应用。将详细讲解伯努利方程、动量方程等，并阐述它们如何用于预测流体压力、速度和力的变化。 流动损失与效率： 实际流体流动并非理想状态，会产生各种损失，如粘性摩擦损失、分离损失、激波损失等。本书将剖析这些损失的产生机理，并探讨如何通过优化叶片形状、减小通道粗糙度、控制流场等手段来降低损失，提高机械效率。 叶轮机械流动理论： 针对径向流、轴向流和混流叶轮，本书将深入研究流体在旋转叶片通道中的三维流动特性。讲解诱导速度、涡量、尾迹等关键概念，并介绍叶轮设计中常用的叶片造型方法，如库塔-儒可夫斯基翼型理论、流函数法等，以实现最佳的能量传递。 边界层与湍流： 边界层理论对于理解壁面附近的流动行为至关重要，它直接影响着叶片表面的摩擦阻力以及流动分离的发生。本书将介绍边界层的形成、发展及其对性能的影响，并探讨湍流模型在更复杂流动模拟中的应用。 空化与气蚀： 对于涉及液体的泵和水轮机，空化现象是必须重点关注的问题。本书将分析空化的产生条件、危害以及预测方法，并提供抑制空化、提高设备可靠性的设计建议。 气动声学： 高速流动的气体会产生噪声，这在许多透平机械应用中是一个不容忽视的问题。本书将简要介绍气动声学的基本原理，以及如何通过流场设计来降低噪声。 热力学：能量转化的引擎 透平机械的核心功能在于能量的转化，而热力学正是研究能量转化及其规律的科学。本书将深入探讨热力学在透平机械中的应用，重点分析能量的输入、输出以及过程中的损耗： 基本定律与状态方程： 复习和应用热力学第一定律（能量守恒）和第二定律（熵增原理），理解不同过程（如绝热、等温、等熵压缩与膨胀）的能量变化。将介绍理想气体和实际气体的状态方程，以及它们在透平机械计算中的适用性。 工质的热力学性质： 蒸汽、空气、燃气等是透平机械常用的工质。本书将详细介绍这些工质的热力学性质图（如T-s图、h-s图），并讲解如何利用这些图表来分析透平机械的工作循环，计算功耗和热量交换。 透平机械的热力学分析： 燃气轮机循环： 重点分析布雷顿循环，探讨其理想形式和实际形式，理解压缩机、燃烧室和涡轮的能量贡献，以及影响循环效率的各种因素，如压比、涡轮进口温度等。 蒸汽轮机循环： 详细研究朗肯循环，分析锅炉、膨胀机（汽轮机）、冷凝器和泵在循环中的作用。探讨过热蒸汽、再热、回热等提高效率的手段。 压缩机与泵： 将热力学原理应用于压缩机和泵的分析，理解多级压缩或泵送过程中的功耗计算，以及影响其效率的因素，如压比、泄漏、机械损失等。 多级设备的效率： 实际的透平机械通常由多个级组成，每一级都存在能量损失。本书将介绍如何计算多级设备的等效效率，并分析各级效率对整体性能的影响。 能量损耗的定量分析： 除了流体动力学产生的损失，热力学损失（如传热损失、节流损失）同样影响着设备的整体效率。本书将提供定量分析这些损失的方法，并指导如何通过设计优化来减小它们。 综合应用与前沿展望 本书不仅会分别阐述流体力学和热力学在透平机械中的作用，更强调两者之间的紧密联系与协同应用。例如，在燃烧室中，热力学过程（燃烧放热）与流体力学过程（混合、燃烧产物的流动）是相互耦合的；在叶片设计中，流场分析的结果将直接影响到工质的热力学状态变化。 本书还将涉及现代透平机械设计中常用的一些先进技术和概念，如： 计算流体力学（CFD）与数值模拟： 介绍CFD在透平机械流动分析中的应用，如何通过数值模拟来预测复杂的流场和热效应，为设计优化提供依据。 先进的材料与制造技术： 简要提及高性能材料（如高温合金、陶瓷基复合材料）在透平机械中的应用，以及先进制造技术（如3D打印）如何助力复杂结构的设计与实现。 可再生能源与清洁能源中的透平机械： 探讨透平机械在风力发电、潮汐能发电以及氢能等新兴能源领域的应用，以及相关的技术挑战与发展趋势。 本书旨在为从事透平机械设计、制造、运行与维护的工程师、研究人员以及相关专业的学生提供一个全面、深入的学习平台。通过掌握流体力学与热力学这两大基本学科在透平机械中的原理与应用，读者将能够更有效地分析现有设备，开发更高效、更可靠的新型透平机械，为能源技术的发展做出贡献。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性是其最显著的特点。作为一名在船舶动力领域工作的工程师，我需要理解和设计各种复杂的推进系统，其中透平机械扮演着至关重要的角色。书中关于船舶用燃气轮机和蒸汽轮机的设计、性能分析以及运行维护的内容，对我来说具有极高的参考价值。作者对不同工况下发动机性能变化的分析，以及如何通过调整运行参数来优化效率和延长寿命的建议，都非常具体和实用。我尤其欣赏书中关于提高燃气轮机效率的各种技术手段的介绍，比如再生循环、联合循环以及先进的燃烧技术等，这些都为我们在设计新一代高效船舶动力系统时提供了宝贵的思路。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的航空发动机研发工程师，我对任何与航空动力学相关的技术文献都抱有极其挑剔的态度。然而，《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》这本书，确实在很大程度上超越了我的预期。它的优势在于其内容的广度和深度兼备，并且紧密结合了最前沿的工程实践。在关于高负荷压气机叶栅流动分析的部分，作者深入探讨了三维流动效应、二次流以及激波与边界层相互作用等复杂现象。这些内容对于理解现代高性能压气机的性能极限以及提高其效率至关重要。书中引用的具体工程数据和模拟结果，也为我们验证理论模型和优化设计提供了坚实的依据。我尤其赞赏作者对数值模拟在透平机械设计中的应用进行了详尽的阐述，包括CFD技术的选择、网格生成、边界条件设置以及结果后处理等关键环节，这对于我们实际的研发工作提供了极大的指导价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编辑和校对工作做得非常出色，阅读起来流畅且几乎没有发现任何错误。在我过去的阅读经验中，很多技术书籍，尤其是涉及复杂公式和图表的技术书籍，都或多或少存在一些印刷错误或表达不清的地方，这会极大地影响阅读体验。然而，在这本《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》中，我几乎没有遇到过这样的问题。每一个公式的推导都严谨清晰，每一个图表的标注都准确无误，语句的表达也十分专业且易于理解。这种高质量的编辑工作，使得我能够更专注于学习内容本身，而不是被潜在的错误所干扰，从而大大提高了学习效率。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是我的救星！我是一名初入风力涡轮机设计领域的研究生，之前对流体力学和热力学在透平机械中的应用感到非常困惑。市面上相关的书籍不少，但大多要么过于理论化，要么内容陈旧，难以跟上行业发展的步伐。当我偶然发现这本《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》时，简直是如获至宝。首先，它的内容组织非常合理，从最基础的流体动力学和热力学原理讲起，循序渐进地深入到叶轮机械的设计、分析和性能评估。作者在解释抽象概念时，总是能巧妙地结合实际工程问题，让我感觉自己不再是孤立地学习公式和定理，而是真正理解了它们在现实世界中的应用。例如，书中关于边界层分离的讲解，不仅理论清晰，还配有详细的图示和实际案例，让我能够直观地理解其对叶片性能的影响，以及如何通过改变叶片形状来抑制分离。

评分☆☆☆☆☆

这本书的图表和插图质量非常高。作为一名对透平机械结构和内部流动特性非常感兴趣的爱好者，我发现这本书的图示帮助我更好地理解了复杂的概念。例如，书中关于叶轮机械内部三维流动路径的示意图，以及不同工况下叶片表面压力分布的等值线图，都非常清晰地展现了流体的运动轨迹和受力情况，让我能够直观地感受到流体在叶轮中的复杂运动。我甚至打印了一些关键的图表，放在我的工作台前，以便随时参考。这些图表不仅美观，而且具有极高的信息量，远胜于纯文字的描述。

评分☆☆☆☆☆

我特别赞赏这本书在理论与实践之间所做的平衡。作为一名来自工业界的工程师，我最看重的是技术的实用性和可操作性。这本书在这方面做得非常出色。它在介绍理论知识的同时，始终紧密联系着实际的工程应用，提供了大量的实例和案例研究。例如，在讨论叶轮机械的效率提升时，书中不仅详细解释了各种提升效率的理论方法，还结合了实际工程中的应用案例，分析了不同方法在实际应用中的优缺点和适用范围。这对于我来说，能够直接将书中的知识应用到实际工作中，解决我面临的具体技术问题，提供了非常宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于我来说，不仅仅是一本技术手册，更是一本启迪思维的工具。作为一名在新能源领域（特别是地热能发电）工作的工程师，我深切体会到高效透平机械的重要性。过去，我常常为如何优化地热发电系统中使用的地热透平机组而苦恼。这本书中的相关章节，比如关于低焓差透平机械的设计要点，以及如何处理含有杂质和腐蚀性介质的流体，给了我非常大的启发。作者并没有仅仅停留在理论层面，而是详细分析了在实际工况下可能遇到的各种挑战，并提出了相应的解决方案。例如，书中关于叶片表面涂层对提高耐磨损性和抗腐蚀性的作用的论述，就为我正在进行的某项技术改进提供了新的思路。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格也十分吸引人。它不像很多教科书那样枯燥乏味，而是充满了启发性和洞察力。作者似乎深谙如何引导读者思考，即使是那些原本可能觉得晦涩难懂的章节，读起来也丝毫不费力。我特别欣赏作者在书中引入的“思考题”和“案例分析”，它们不仅仅是简单的习题，更是鼓励我主动去探索和应用知识的绝佳机会。举个例子，在讲解涡轮叶片载荷分布的时候，作者提出了一种思考题，要求我们结合流体速度和压力变化，预测叶片受力最集中的区域。这个过程让我更加深入地理解了伯努利方程和动量方程在实际应用中的精髓，也锻炼了我分析问题的能力。而且，书中对不同类型透平机械（如蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机和风力涡轮机）的详细介绍，让我能够清晰地辨析它们在结构、工作原理以及流体和热力学特性上的差异，为我今后的研究方向选择提供了宝贵的参考。

评分☆☆☆☆☆

我是一名大学教授，主要从事传热传质和热力学课程的教学工作。在教学过程中，我一直在寻找一本能够将流体力学和热力学原理有机结合，并应用于实际工程问题的优秀教材，以更好地培养学生的工程实践能力。当我看到《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》时，我立刻意识到它正是我一直在寻找的那本书。这本书在解释理论时，始终不忘联系实际应用，例如在讲解能量方程时，作者会详细分析透平机械中的能量损失环节，如摩擦损失、叶栅损失、泄漏损失等，并给出量化的评估方法，这对于学生理解热力学第一定律和第二定律的实际意义非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和细节给我留下了深刻的印象。在撰写一篇关于航空发动机性能退化的研究论文时，我查阅了大量的文献，但很少有哪本书能像《透平机械中的流体力学与热力学（第7版）》这样，如此详尽地阐述了导致性能退化的各种流体力学和热力学因素。书中对叶片磨损、腐蚀、沉积物积累等问题如何影响流动特性和热力学性能进行了深入的分析，并提供了相应的诊断和预测方法。我特别受益于书中关于高空低速条件下燃气轮机性能预测的模型，这对我完成论文中关于高空性能分析的部分起到了关键性的支撑作用。

评分☆☆☆☆☆

给公司买的，看着还不错吧

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，看起来就高大上

评分☆☆☆☆☆

挺不错的商品，非常好，而且自营快递很快，客服也很耐心解答我的问题，这次购物非常好

评分☆☆☆☆☆

好！

评分☆☆☆☆☆

还行，速度杠杠的。习惯好评，京东不柰

评分☆☆☆☆☆

还没有开始阅读，应该是不错的工具。

评分☆☆☆☆☆

书不错

评分☆☆☆☆☆

很不错，作者水平很高，译者水平也不错！

评分☆☆☆☆☆

专业书籍，这方面的参考书不多，值得一看