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1 燃气涡轮发动机的应用1

1.0 引言1

1.1 燃气轮机与柴油机的比较1

1.2 发电应用3

1.2.1 发电应用的主要分级3

1.2.2 电网系统3

1.2.3 备用发电机组3

1.2.4 小型热电联供燃气轮机5

1.2.5 大型热电联供燃气轮机6

1.2.6 专门为电网系统供电的应用7

1.2.7 闭式循环8

1.3 工业机械驱动的应用9

1.3.1 天然气和石油管道系统9

1.3.2 动力需求10

1.4 机动车辆应用10

1.4.1 燃气轮机与活塞发动机10

1.4.2 汽油发动机与柴油机11

1.4.3 机动车辆的主要分级11

1.4.4 机动车辆的功率需求12

1.4.5 齿轮传动的需要13

1.4.6 普通和豪华家用轿车14

1.4.7 混合动力车15

1.4.8 跑车和高速赛车16

1.4.9 卡车16

1.4.10 主战坦克17

1.5 船舶应用17

1.5.1 船舶主要分级18

1.5.2 船舶动力需求19

1.5.3 发动机载荷特性20

1.5.4 CODAG、CODOG、COGAG和CODLAG推进系统21

1.5.5 气垫船22

1.5.6 单体巡逻艇和豪华游艇22

1.5.7 高速船22

1.5.8 大型集装箱和超级油轮23

1.5.9 攻击型潜艇和弹道导弹潜艇23

1.5.10 护卫舰、驱逐舰和轻型航空母舰23

1.5.11 大型航空母舰24

1.6 飞机应用——推进系统需求24

1.6.1 飞行力学25

1.6.2 飞行任务和飞机推力需求26

1.6.3 根据要求的飞行状态选择发动机构型27

1.7 桨轴驱动航空器——涡轮螺旋桨和涡轮轴发动机29

1.7.1 轴功率和推力推进飞机的动力需求对比29

1.7.2 轴功率动力航空器的主要分级29

1.7.3 固定翼飞机30

1.7.4 旋翼机30

1.8 推力推进航空器——涡轮风扇、涡轮喷气和冲压喷气发动机31

1.8.1 推力推进航空器的主要分级31

1.8.2 无人飞行器系统32

1.8.3 亚声速商用飞机和军用教练机32

1.8.4 超声速民用运输机和先进战斗机33

1.8.5 冲压发动机推进导弹33

1.9 辅助动力装置（APU）34

1.9.1 燃气涡轮发动机与活塞发动机34

1.9.2 主要等级飞机的APU功率需求34

1.9.3 APU的各种构型35

2 工作包线53

2.0 引言53

2.1 环境包线53

2.1.1 国际标准53

2.1.2 环境压力与压力高度54

2.1.3 环境温度54

2.1.4 相对密度与声速54

2.1.5 比湿与相对湿度55

2.1.6 工业燃气轮机55

2.1.7 机动车辆燃气轮机56

2.1.8 船舶燃气轮机56

2.1.9 航空发动机56

2.2 安装压力损失56

2.2.1 工业燃气轮机57

2.2.2 机动车辆燃气轮机57

2.2.3 船舶燃气轮机57

2.2.4 航空发动机57

2.3 飞行包线57

2.3.1 主要航空器类型的典型飞行包线57

2.3.2 自由气流总压和总温60

2.3.3 雷诺数比60

2.3.4 飞行速度定义61

3 干空气、燃烧产物和其他工质的性质及图表94

3.0 引言94

3.1 气体的基本性质94

3.1.1 完全气体的状态方程94

3.1.2 分子量和摩尔数95

3.1.3 定压热容CP和定体热容CV95

3.1.4 气体常数R95

3.1.5 热容比γ95

3.1.6 动力黏度VIS和雷诺数95

3.2 关键热力学参数96

3.2.1 总温或滞止温度T96

3.2.2 总压或滞止压力P96

3.2.3 比焓H96

3.2.4 比熵S97

3.3 干空气与燃烧产物的组分97

3.3.1 干空气97

3.3.2 燃烧产物97

3.4 CP、γ、比焓和比熵的计算方法98

3.4.1 恒定的CP和γ标准值98

3.4.2 基于平均温度的CP和γ值98

3.4.3 比焓和比熵——干空气、煤油或柴油98

3.4.4 比焓和比熵——天然气99

3.5 气体的基本性质和热力学性质数据库99

3.5.1 分子量和气体常数99

3.5.2 热容和热容比100

3.5.3 比焓和比熵100

3.5.4 动力黏度100

3.6 关键热力学参数之间的关系图表100

3.6.1 可压缩流曲线，“Q”曲线100

3.6.2 燃烧温升图101

3.6.3 压气机和涡轮的等熵与多变效率转换102

3.6.4 干空气的温熵图102

3.6.5 主要发动机循环的温熵示意图103

4 无量纲、准无量纲、换算和缩放参数组132

4.0 引言132

4.1 参数组的重要性132

4.2 参数组图表描述133

4.2.1 参数组图表133

4.2.2 无量纲参数组133

4.2.3 准无量纲参数组133

4.2.4 换算的参数组133

4.2.5 缩放参数组134

4.2.6 组合参数组134

4.3 应用实例134

4.3.1 部件特性134

4.3.2 发动机稳态非设计点性能134

4.3.3 发动机试验数据组别间的比较136

4.3.4 发动机和部件设计的缩放136

4.3.5 其他工作流体137

4.3.6 发动机瞬态性能137

4.4 二阶影响——稳态性能138

4.4.1 P1效应——雷诺数138

4.4.2 T1效应138

4.4.3 可变几何特征139

4.4.4 热交换器139

4.4.5 进口和出口条件139

4.4.6 推力发动机的外部功率提取139

4.4.7 湿度和水或者蒸汽的注入139

4.5 二阶影响——发动机缩放140

4.6 二阶影响——瞬态性能140

4.6.1 吸放热140

4.6.2 容积效应140

4.6.3 几何尺寸变化140

4.7 为什么发动机部件和发动机都遵从参数组关系140

4.7.1 部件基本性能140

4.7.2 对发动机匹配的延伸141

5 燃气涡轮发动机部件147

5.0 引言147

5.1 轴流压气机设计点性能和基本尺寸的确定147

5.1.1 构型与速度三角形148

5.1.2 缩放已有的压气机设计150

5.1.3 效率150

5.1.4 基本尺寸确定的指导151

5.1.5 基本效率和尺寸确定准则的应用153

5.1.6 叶片设计153

5.2 轴流压气机——非设计点性能154

5.2.1 压气机特性图154

5.2.2 缩放已有压气机设计线性对特性图的影响155

5.2.3 雷诺数和T1的影响155

5.2.4 工质的变化156

5.2.5 将压气机特性图装入发动机非设计点性能模型——β线156

5.2.6 喘振、旋转失速和锁定失速157

5.2.7 多级压气机匹配160

5.2.8 进口气流角的影响——VIGV161

5.2.9 操作放气阀161

5.2.10 进口压力和温度畸变162

5.2.11 低转速区域特性图的特殊性163

5.2.12 改变叶尖间隙的影响164

5.2.13 对特性图加载因子和增量165

5.2.14 压气机台架试验165

5.2.15 颤振165

5.3 离心压气机——设计点和基本尺寸的确定166

5.3.1 构型和速度三角形166

5.3.2 缩放已有的离心压气机167

5.3.3 效率167

5.3.4 基本尺寸确定的指导167

5.3.5 基本效率和尺寸确定准则的应用169

5.3.6 离心压气机与轴流压气机对比169

5.3.7 适合于轴流和离心压气机的流量范围170

5.4 离心压气机——非设计点性能171

5.4.1 叶尖间隙影响171

5.4.2 叶型失速、喘振、旋转失速和三级失速171

5.4.3 颤振171

5.5 风扇——设计点和基本尺寸的确定172

5.5.1 构型172

5.5.2 缩放已有风扇172

5.5.3 效率172

5.5.4 涵道比173

5.5.5 基本尺寸确定的指导173

5.5.6 基本尺寸确定准则的应用175

5.6 风扇——非设计点性能175

5.6.1 中间状态转速下涵道比的变化和风扇复式特性图175

5.6.2 将风扇特性图装入非设计点性能模型175

5.7 燃烧室——设计点性能及基本尺寸的确定176

5.7.1 构型176

5.7.2 缩放已有的燃烧室设计和无量纲参数179

5.7.3 燃烧效率179

5.7.4 压力损失180

5.7.5 燃烧室温升180

5.7.6 基本尺寸确定的指导180

5.7.7 基本效率和尺寸确定准则的应用183

5.7.8 工业燃气轮机的干式低排放燃烧系统183

5.8 燃烧室——非设计点性能184

5.8.1 效率和温升184

5.8.2 压力损失184

5.8.3 燃烧室稳定性185

5.8.4 贫油熄火与环境条件和飞行马赫数的关系185

5.8.5 起动与再起动——点火、联焰及再点火185

5.8.6 燃烧室台架试验186

5.8.7 工业干式低排放系统187

5.9 轴流式涡轮——设计点性能和基本尺寸的确定187

5.9.1 构型和速度三角形188

5.9.2 缩放已有的涡轮189

5.9.3 效率189

5.9.4 基本尺寸确定的指导190

5.9.5 基本效率和尺寸确定准则的应用191

5.10 轴流涡轮——非设计点性能192

5.10.1 涡轮特性图192

5.10.2 线性缩放涡轮对特性图的影响193

5.10.3 雷诺数和进口温度的影响193

5.10.4 工质的变化193

5.10.5 将涡轮特性图装入发动机非设计点模型193

5.10.6 进气气流角的影响——可调面积NGVs194

5.10.7 低转速区域特性的特点194

5.10.8 叶尖间隙变化的影响195

5.10.9 对特性图加载因子和增量195

5.10.10 涡轮台架试验195

5.11 径流式涡轮——设计195

5.11.1 构型和速度三角形195

5.11.2 缩放现有设计196

5.11.3 效率197

5.11.4 基本尺寸确定的指导197

5.11.5 基本效率与尺寸确定准则的应用199

5.11.6 径流式涡轮与轴流式涡轮的对比199

5.11.7 径流式涡轮与轴流式涡轮的流通能力范围199

5.12 径流式涡轮——非设计点性能200

5.13 流管——设计200

5.13.1 在面积变化但无做功或热传递的流管中的亚声速流动200

5.13.2 在面积变化但无做功或热传递的流管中的超声速流动201

5.13.3 构型203

5.13.4 缩放已有的流管设计205

5.13.5 流管压力损失205

5.13.6 航空发动机进气道——冲压恢复系数和效率207

5.13.7 航空发动机推进喷管的额外设计考虑207

5.13.8 基本尺寸参数208

5.13.9 基本压力损失和尺寸确定准则的应用209

5.14 流管——非设计点性能209

5.14.1 损失系数λ209

5.14.2 压力损失——除航空发动机进气道之外的所有流管210

5.14.3 冲压恢复系数——航空发动机进气道210

5.14.4 推进喷管的特征210

5.15 空气系统、涡轮导叶和动叶冷却——设计点性能210

5.15.1 构型210

5.15.2 常规空气系统流量的量级211

5.15.3 涡轮叶片和NGV冷却流量的量级212

5.15.4 设计点计算中的空气系统流量212

5.15.5 空气系统流量量级的估算215

5.16 空气系统——非设计点性能215

5.16.1 流量的建模215

5.17 机械损失——设计点性能及基本量级的确定215

5.17.1 轴承——构型、功率损失及其基本量级确定准则215

5.17.2 风阻——机理和功率损失216

5.17.3 机械效率216

5.17.4 发动机附件——功率提取及其基本量级确定准则216

5.17.5 齿轮箱217

5.17.6 基本效率及其量级确定准则的应用217

5.18 机械损失——非设计点性能217

5.18.1 机械效率217

5.18.2 发动机附件217

5.18.3 齿轮箱218

5.19 混合器——设计点性能和基本尺寸218

5.19.1 构型218

5.19.2 缩放已有混合器219

5.19.3 总推力、净推力和SFC的改进219

5.19.4 混排涡扇发动机的最佳风扇压比220

5.19.5 基本尺寸确定的指导220

5.19.6 基本效率和尺寸确定准则的应用221

5.20 混合器——非设计点性能221

5.20.1 非设计点工作221

5.20.2 非设计点性能模拟221

5.21 加力燃烧室——设计点性能和基本尺寸的确定221

5.21.1 构型222

5.21.2 缩放已有的加力燃烧室设计及无量纲性能223

5.21.3 效率223

5.21.4 温升223

5.21.5 压力损失223

5.21.6 推力增益和SFC的恶化224

5.21.7 基本尺寸参数224

5.21.8 基本效率和尺寸确定准则的应用225

5.22 加力燃烧室——非设计点性能225

5.22.1 加力工作状态225

5.22.2 可调面积推进喷管226

5.22.3 温升、效率、压力损失和壁面冷却227

5.22.4 稳定性227

5.23 热交换器——设计点性能和基本尺寸的确定227

5.23.1 构型228

5.23.2 热交换器的缩放229

5.23.3 间壁式回热器——效能、压力损失和基本尺寸229

5.23.4 蓄热式回热器——效能、压力损失、漏气和基本尺寸230

5.23.5 间冷器——效能和压力损失230

5.23.6 间冷器的尺寸确定231

5.23.7 间壁式与蓄热式回热器的比较231

5.23.8 基本效率和尺寸确定准则的应用231

5.24 热交换器——非设计点性能232

5.24.1 效能232

5.24.2 压力损失232

5.24.3 蓄热式回热器的漏气232

5.25 交流发电机——设计点性能233

5.25.1 构型233

5.25.2 缩放已有交流发电机设计233

5.25.3 频率和电压233

5.25.4 功率输出、电流和效率234

5.25.5 极惯性矩234

5.26 交流发电机——非设计点性能234

5.26.1 频率、功率输出和电流234

5.26.2 效率234

6 设计点性能和发动机概念设计275

6.0 引言275

6.1 设计点和非设计点性能计算275

6.1.1 发动机设计点和设计点性能计算275

6.1.2 非设计点性能计算276

6.2 设计点性能参数276

6.2.1 发动机性能参数276

6.2.2 循环设计参数278

6.2.3 部件性能参数279

6.2.4 机械设计参数279

6.2.5 寿命参数279

6.2.6 燃料类型280

6.3 设计点计算与设计参数曲线图280

6.3.1 计算280

6.3.2 设计点性能曲线280

6.3.3 换算参数280

6.4 部件和发动机的线性缩放281

6.5 设计点的敏感性281

6.6 通用设计点性能曲线图的基本规则281

6.7 开式轴功率循环：通用设计点性能曲线图和敏感性282

6.7.1 简单循环283

6.7.2 回热循环284

6.7.3 间冷循环285

6.7.4 间冷回热循环285

6.7.5 联合循环286

6.8 热电联供：通用设计点曲线和敏感性286

6.9 闭式循环：通用设计点曲线和敏感性287

6.10 航空发动机轴功率循环：通用设计点曲线和敏感性287

6.11 航空发动机推力循环：通用设计点曲线和敏感性288

6.11.1 涡轮喷气发动机289

6.11.2 涡轮风扇发动机289

6.11.3 冲压发动机291

6.12 发动机概念设计流程291

6.12.1 需求报告291

6.12.2 “首轮”设计点292

6.12.3 “首轮”气动热力部件设计292

6.12.4 设计点计算和气动热力部件设计迭代293

6.12.5 发动机总体布局293

6.12.6 非设计点性能293

6.12.7 性能、气动热力和机械设计调研293

6.12.8 基本起动和慢车以上瞬态性能评估293

6.12.9 迭代294

6.13 设定目标性能水平的裕度要求294

6.13.1 最低性能发动机294

6.13.2 与设计和研发计划的差距294

6.13.1 增长潜力295

6.13.4 发动机性能衰退295

6.13.5 安装损失295

7 非设计点性能362

7.0 引言362

7.1 通用的非设计点特性362

7.1.1 单轴涡轴发动机363

7.1.2 带自由动力涡轮的单轴燃气发生器涡轴发动机364

7.1.3 带自由动力涡轮的单轴燃气发生器回热涡轴发动机365

7.1.4 带自由动力涡轮的双轴燃气发生器涡轴发动机366

7.1.5 间冷回热涡轴发动机367

7.1.6 单轴涡喷发动机368

7.1.7 双轴涡扇发动机，亚声速工况368

7.1.8 超声速涡喷或涡扇发动机370

7.1.9 冲压发动机370

7.2 非设计点性能模拟——方法370

7.2.1 串行嵌套循环与矩阵迭代法371

7.2.2 气体性质371

7.3 非设计点模拟——流程图和算例372

7.3.1 单轴涡轴发动机372

7.3.2 带自由动力涡轮的单轴燃气发生器涡轴发动机373

7.3.3 带自由动力涡轮的单轴燃气发生器回热涡轴发动机374

7.3.4 带自由动力涡轮的双轴燃气发生器涡轴发动机375

7.3.5 间冷回热涡轴发动机375

7.3.6 亚声速单轴涡喷发动机377

7.3.7 亚声速双轴涡扇发动机377

7.3.8 超声速涡喷或涡扇发动机378

7.3.9 冲压发动机379

7.3.10 部件380

7.4 变几何构型：模拟和影响384

7.4.1 可调进气道384

7.4.2 可调静子叶片（VSVs）384

7.4.3 放气阀（BOVs）385

7.4.4 涡轮可调面积导叶（VANs）385

7.4.5 可调推进喷管385

7.4.6 随进口温度（T1）改变的几何尺寸386

7.5 发动机的缩放和不同工质的影响386

7.6 非设计点匹配：物理机理386

7.6.1 部分工况功率或推力386

7.6.2 单轴涡喷发动机387

7.6.3 多轴发动机387

7.6.4 核心机流量变化的影响388

7.7 敏感性389

7.8 功率等级和控制389

7.8.1 标准定义390

7.8.2 最大功率或推力390

7.8.3 部分功率或推力391

7.8.4 慢车392

8 瞬态性能418

8.0 引言418

8.1 基本的瞬态机理418

8.1.1 涡喷与涡扇发动机418

8.1.2 带自由动力涡轮轴功率发动机418

8.1.3 单转子轴功率发动机419

8.2 瞬态机动过程419

8.2.1 急加速和急减速419

8.2.2 慢加速和慢减速422

8.2.3 遭遇加速（Bodie操作）422

8.2.4 冷起动加速422

8.2.5 轴断裂423

8.2.6 紧急停车423

8.2.7 甩负荷或螺旋桨出水423

8.2.8 吞鸟或吞水424

8.3 发动机加速和减速要求424

8.3.1 发电424

8.3.2 油气输送425

8.3.3 机动车辆425

8.3.4 船舶425

8.3.5 民用飞机426

8.3.6 军用飞机426

8.3.7 直升机426

8.3.8 冲压推进航空器427

8.4 瞬态性能现象427

8.4.1 热浸427

8.4.2 容积效应427

8.4.3 叶尖间隙变化427

8.4.4 多级部件内的热传递428

8.4.5 燃烧延迟428

8.4.6 控制系统延迟与滞后428

8.5 可操作性问题428

8.5.1 瞬态工作线偏移428

8.5.2 瞬态现象对工作线偏移的影响429

8.5.3 燃烧室稳定性429

8.5.4 降转430

8.6 喘振、旋转失速和锁定失速——现象和检测430

8.6.1 喘振430

8.6.2 旋转失速432

8.6.3 锁定失速432

8.7 喘振裕度要求和喘振裕度叠加432

8.7.1 喘振裕度叠加433

8.7.2 典型的喘振裕度要求433

8.8 参数组与瞬态性能434

8.9 缩放参数组与瞬态性能434

8.10 瞬态过程的控制策略434

8.10.1 数字控制器434

8.10.2 燃油控制调节计划的要求435

8.10.3 换算燃油流量与换算转速关系435

8.10.4 转速换算变化率与换算转速关系437

8.10.5 变几何调节计划438

8.11 瞬态性能和控制模型438

8.11.1 热力学匹配瞬态性能和控制模型439

8.11.2 实时瞬态性能模型441

8.11.3 实时气动热力瞬态性能模型442

8.11.4 实时传递函数瞬态性能模型444

8.11.5 实时集总参数瞬态性能模型444

8.11.6 瞬态现象建模444

9 起动450

9.0 引言450

9.1 基本起动过程450

9.1.1 起动的各个阶段450

9.1.2 冷运转453

9.1.3 吹扫454

9.1.4 着火——点火和联焰454

9.1.5 加速至慢车455

9.2 主要发动机类型及其应用的起动过程456

9.2.1 发电456

9.2.2 油气输送456

9.2.3 船舶发动机456

9.2.4 机动车辆发动机456

9.2.5 热交换器发动机456

9.2.6 有人驾驶航空器推力发动机457

9.2.7 航空涡桨与涡轴发动机458

9.2.8 亚声速导弹，无人机或遥控飞行器458

9.2.9 冲压发动机458

9.3 发动机的起动要求459

9.3.1 发电459

9.3.2 油气输送459

9.3.3 机动车辆燃气轮机460

9.3.4 船舶发动机460

9.3.5 有人驾驶航空器推力发动机460

9.3.6 有人驾驶航空涡桨和涡轴发动机460

9.3.7 亚声速导弹，无人机或遥控飞行器460

9.3.8 使用冲压发动机的超声速导弹461

9.4 环境温度和压力的影响461

9.4.1 冷天461

9.4.2 热天462

9.4.3 环境压力462

9.5 可操作性462

9.5.1 旋转失速462

9.5.2 燃烧室点火和联焰463

9.5.3 悬挂463

9.6 起动和参数组463

9.7 起动过程的控制策略464

9.8 起动系统的类型及其选取465

9.8.1 空气涡轮465

9.8.2 电池和电动机466

9.8.3 液压马达467

9.8.4 冲击467

9.8.5 起动机功率的确定468

9.9 起动及控制模型468

9.9.1 外延模型468

9.9.2 热力学匹配模型469

9.9.3 实时模型470

10 风车475

10.0 引言475

10.1 涡喷发动机的风车状态475

10.1.1 涡喷发动机风车过程475

10.1.2 自由风车状态的燃烧室进口条件477

10.1.3 自由风车状态的阻力477

10.1.4 自由风车状态的转速478

10.1.5 客户功率提取和锁定转子的条件478

10.2 涡扇发动机的风车状态478

10.2.1 涡扇发动机的风车过程478

10.2.2 燃烧室进口条件478

10.2.3 风车阻力479

10.2.4 转速479

10.2.5 客户功率提取479

10.3 涡桨发动机的风车状态479

10.3.1 单转子涡桨发动机的风车过程479

10.3.2 带自由动力涡轮涡桨发动机的风车过程480

10.4 工业燃气轮机的风车状态481

10.5 船舶燃气轮机的风车状态481

10.6 环境条件的影响481

10.7 发动机缩放482

10.8 风车试验482

10.9 风车状态计算机建模482

11 发动机性能试验492

11.0 引言492

11.1 发动机试车台的类型492

11.1.1 露天海平面推力试车台493

11.1.2 室内海平面推力试车台493

11.1.3 室内海平面涡轮轴发动机燃气发生器试车台495

11.1.4 室内海平面轴功率试车台495

11.1.5 高空试车台（ATF）497

11.1.6 飞行试验台497

11.2 测试方法和测试仪表498

11.2.1 压力499

11.2.2 温度503

11.2.3 液态燃料的能量流量506

11.2.4 气体燃料的能量流量508

11.2.5 空气的质量流量509

11.2.6 喷入的蒸汽流量511

11.2.7 推力511

11.2.8 轴转速512

11.2.9 发动机输出轴扭矩和功率512

11.2.10 湿度513

11.2.11 几何参数513

11.3 试车台的校准514

11.3.1 黄金标准试车台的校准514

11.3.2 试车台交叉校准的步骤515

11.3.3 试车台审核515

11.4 稳态研发试验516

11.4.1 特定的性能试验516

11.4.2 风车516

11.4.3 发动机部件研发的支持516

11.4.4 耐久性试验和取证试验518

11.5 瞬态研发试验518

11.5.1 瞬态动作518

11.5.2 喘振线的测量519

11.5.3 控制器和发动机可操作性试验519

11.5.4 起动试验519

11.5.5 发动机故障调查520

11.6 应用试验520

11.7 产品交付521

11.7.1 产品交付试验521

11.7.2 验收准则521

11.7.3 发动机性能趋势521

11.8 试验数据分析523

11.8.1 试验数据分析步骤523

11.8.2 初步误差检测和数据平均523

11.8.3 试车台分析（TBA）计算524

11.8.4 不确定度分析525

11.8.5 试验结果与期望值的比较526

11.8.6 发动机部件性能的评估526

11.8.7 瞬态数据527

12 水的影响——液态水、水蒸气和冰538

12.0 引言538

12.1 气体性质538

12.1.1 气体性质的变化539

12.1.2 对部件性能的影响539

12.2 湿度539

12.2.1 说明539

12.2.2 对发动机性能的影响540

12.3 喷水540

12.3.1 说明540

12.3.2 对发动机性能的影响542

12.3.3 可操作性和控制理念544

12.3.4 高注水流量燃烧室的发动机特殊设计545

12.4 喷蒸汽545

12.4.1 说明545

12.4.2 对发动机性能的影响546

12.4.3 可操作性和控制理念546

12.4.4 高蒸汽流量燃烧室的发动机特殊设计546

12.5 冷凝547

12.5.1 说明547

12.5.2 对发动机性能的影响547

12.6 吞雨与吞冰548

12.6.1 说明——吞雨548

12.6.2 说明——吞冰雹549

12.6.3 对发动机性能的影响549

12.7 水的热力学性能549

12.8 燃气轮机性能建模和试验数据分析551

12.8.1 冰及其融化552

12.8.2 液态水及其蒸发552

12.8.3 喷蒸汽552

12.8.4 掺混与热平衡553

12.8.5 气体性质553

12.8.6 部件特性图553

12.8.7 试验数据554

13 燃料、滑油的特性及其影响561

13.0 引言561

13.1 燃烧过程及燃气轮机燃料种类561

13.1.1 燃烧过程561

13.1.2 直接点火和间接点火562

13.1.3 煤油562

13.1.4 柴油562

13.1.5 天然气563

13.1.6 其他燃料563

13.2 供性能计算的燃料关键性质数据库564

13.2.1 质量基准或体积基准的热值或发热量564

13.2.2 密度和比重565

13.2.3 动力黏度和运动黏度565

13.2.4 燃料的热容566

13.2.5 燃烧产物的定压热容566

13.2.6 燃烧温升566

13.3 主要燃料种类合成敏感性566

13.3.1 煤油到柴油567

13.3.2 液体燃料到天然气567

13.4 滑油种类及关键性质数据库567

13.4.1 滑油种类567

13.4.2 密度568

13.4.3 运动黏度和动力黏度568

14 在役产品发动机的性能574

14.0 引言574

14.1 测试仪表和试验的数据分析574

14.1.1 测试仪表574

14.1.2 在役性能数据分析575

14.2 在役发动机的常见性能问题575

14.2.1 外场性能验收试验575

14.2.2 性能衰退575

14.2.3 在役发动机问题和故障诊断576

14.2.4 在役产品设计修改576

14.2.5 排放试验576

14.3 健康监控576

14.3.1 可靠性和可用性577

14.3.2 健康监视系统577

14.3.3 趋势图577

14.3.4 性能诊断技术578

14.3.5 其他发动机测量参数的使用579

14.3.6 已用寿命计算580

14.4 其他服务580

14.4.1 训练模拟器580

14.4.2 机队管理581

15 燃气涡轮发动机的性能与经济性582

15.0 引言582

15.1 燃气涡轮发动机项目的商业案例582

15.1.1 会计术语583

15.1.2 货币的时间价值583

15.1.3 商业案例输出584

15.1.4 运营商商业案例输入584

15.1.5 制造商商业案例输入585

15.2 商业案例与性能模型结合586

15.2.1 运营商586

15.2.2 制造商586

15.3 使用服役模型的运营计划587

15.3.1 利用运营商商业案例模型模拟设备服役587

15.3.2 动力设备模型587

15.4 商业案例的敏感性588

15.5 产品研制模型敏感性588

附录A 发动机截面编号和符号名称592

附录B 单位换算601

索引610

发动机制造商和用户商家索引619