航空发动机空气系统与传热试验

　　随着航空发动机型号研制和预先研究的深入开展，空气系统与传热设计技术已经成为影响发动机性能、寿命和可靠性的核心关键技术之一，国外航空技术先进的国家早已把这一领域的研究和发展列入重要项目，开展有目标的系统全面的工作，作为设计技术支撑的试验研究工作是非常重要而且必要的。《航空发动机空气系统与传热试验》针对航空发动机空气系统与传热试验技术，从流动传热试验类型和发动机零部件试验层次等维度进行了详细阐述，内容涵盖孔管类试验、封严试验、机匣试验、气冷叶片试验、部件防冰试验、换热器试验、旋转盘腔试验、预旋供气系统试验、核心机试验和整机试验等研究内容。

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目录
涡轮机械与推进系统出版项目 序
“两机”专项：航空发动机技术出版工程 序
前言
绪论
0.1空气系统与传热设计方法004
0.2空气系统与传热试验在发动机传热设计中的作用与地位005
0.3空气系统与传热试验分类及常见的试验方法006
0.4本书内容介绍007
参考文献008
第1章空气系统试验的基本原理
1.1流动试验010
1.1.1压力与流阻010
1.1.2气流速度与流量011
1.1.3流量特性试验014
1.1.4压力特性试验015
1.2瞬态换热试验015
1.2.1单参数瞬态换热试验原理与实施方法016
1.2.2气膜冷却瞬态换热试验原理与实施方法017
1.2.3瞬态换热试验常用测温方法020
1.3冷却效果试验023
1.3.1叶片冷却效果全温全压试验方法023
1.3.2相似模拟（降温）试验时的冷却效果试验方法024
1.3.3基于正交设计的冷却效果试验方法030
第2章孔管类试验
2.1试验目的和意义032
2.2试验设备032
2.2.1管路流量特性试验设备032
2.2.2预旋喷嘴流量特性试验设备033
2.2.3孔类流量特性试验设备034
2.3试验方法036
2.3.1管类流量特性试验方法036
2.3.2预旋喷嘴流量特性试验方法037
2.3.3静止孔流量特性试验方法037
2.3.4旋转孔流量特性试验方法038
2.4试验测试040
2.4.1管路和预旋喷嘴流量特性试验测试040
2.4.2旋转孔测试041
2.5试验结果分析与处理042
2.5.1误差分析042
2.5.2管路和预旋喷嘴流量特性试验结果分析与处理043
2.5.3静止孔试验结果分析与处理044
2.5.4旋转孔试验结果分析与处理046
2.6试验常见问题及处理048
参考文献049
第3章封严试验
3.1试验系统050
3.1.1试验动力系统051
3.1.2试验气路系统051
3.1.3试验台系统052
3.1.4试验台校准系统054
3.1.5试验测量系统054
3.2试验方法059
3.2.1泄漏特性试验方法059
3.2.2传热特性试验方法060
3.2.3滞后特性试验方法065
3.3试验测试070
3.3.1泄漏特性试验测试070
3.3.2传热特性试验测试070
3.3.3滞后特性试验测试070
3.4试验结果分析与处理071
3.4.1泄漏特性试验结果分析与处理071
3.4.2传热特性试验结果分析与处理072
3.4.3滞后特性试验结果分析与处理079
3.5国内外典型试验设备介绍083
3.5.1国内典型试验设备083
3.5.2国外典型试验设备089
3.6技术展望091
参考文献092
第4章机匣试验
4.1试验系统094
4.1.1涡轮机匣冷却管路流动特性试验系统094
4.1.2涡轮机匣表面冲击换热特性试验系统098
4.1.3涡轮机匣叶尖间隙主动热控制试验系统105
4.2试验方法112
4.2.1涡轮机匣冷却管路流动特性试验方法112
4.2.2涡轮机匣内表面冲击换热特性试验方法113
4.2.3涡轮机匣叶尖间隙主动热控制试验方法115
4.3试验结果分析与处理116
4.3.1涡轮机匣冷却管路流动特性试验结果分析与处理116
4.3.2涡轮机匣内表面冲击换热特性试验结果分析与处理118
4.3.3涡轮机匣叶尖间隙主动热控制试验结果分析与处理121
4.4试验常见问题及处理125
4.5技术展望126
参考文献126
第5章气冷叶片试验
5.1试验系统128
5.1.1主流系统128
5.1.2二次流系统132
5.1.3试验段133
5.2试验方法133
5.2.1换热试验方法133
5.2.2压力系数试验方法134
5.3试验测试134
5.3.1换热数据测量134
5.3.2压力数据测量139
5.4试验结果分析与处理140
5.4.1表面热流处理141
5.4.2无气膜情况下表面换热系数的计算143
5.4.3有气膜情况下表面换热系数与气膜冷却效率的计算145
5.5试验流程与控制146
5.5.1试验流程146
5.5.2试验风洞气动状态控制146
5.6试验常见问题及处理153
参考文献154
第6章部件防冰试验
6.1试验设备155
6.2试验方法159
6.2.1全尺寸结/防冰试验方法159
6.2.2试验参数控制方法164
6.2.3相似试验方法167
6.3试验测试171
6.3.1表面温度测量171
6.3.2环境静温测量171
6.3.3液滴直径测量172
6.3.4液态水含量测量173
6.3.5其他参数测量174
6.4试验结果分析与处理174
6.4.1憎水涂层试验结果分析与处理174
6.4.2电热防冰试验结果分析与处理176
6.4.3热气防冰试验结果分析与处理177
6.4.4旋转部件防冰试验结果分析与处理182
6.5试验流程与控制187
6.6试验常见问题及处理189
6.6.1试验件表面不结冰189
6.6.2液态水含量控制191
参考文献191
第7章换热器试验
7.1试验系统及设备193
7.1.1燃油空气换热器试验系统193
7.1.2空气空气换热器试验系统195
7.1.3测试仪器196
7.2试验方法196
7.3试验流程与控制198
7.3.1换热器检测试验198
7.3.2试验前排查201
7.3.3换热器流动传热试验202
7.4试验结果分析与处理204
7.4.1误差分析204
7.4.2传热系数的测定206
7.4.3对流换热系数的测定207
7.4.4阻力特性的测定209
7.5换热器性能评价方法210
7.5.1换热器的单一性能评价法211
7.5.2熵分析法211
7.5.3*分析法212
7.5.4换热器紧凑性评价法212
7.6换热器的传热强化212
7.6.1强化传热的基本途径212
7.6.2增强传热的方法214
7.7换热器的结垢216
7.7.1管内污垢216
7.7.2管外污垢217
7.7.3污垢对换热器热动力性能的影响218
7.7.4换热器的清洗218
参考文献219
第8章旋转盘腔试验
8.1试验系统及设备221
8.1.1试验件221
8.1.2动力系统223
8.1.3气路系统224
8.1.4网状加热器224
8.1.5测量系统225
8.1.6数据采集系统226
8.2试验方法227
8.3试验测试228
8.3.1试验准备和注意事项228
8.3.2试验前的热色液晶标定229
8.3.3试验中的无量纲参数233
8.3.4试验后的图像处理234
8.4试验结果分析与处理234
8.4.1局部对流换热系数234
8.4.2转盘表面周向平均努塞特数238
8.4.3转盘表面平均努塞特数241
8.4.4进气位置对转盘表面换热规律的影响244
8.5试验流程与控制246
8.6试验常见问题及处理246
8.7国内外典型试验设备介绍249
8.8技术展望250
参考文献251
第9章预旋供气系统试验
9.1预旋供气系统的结构253
9.2试验目的与意义254
9.2.1试验目的254
9.2.2预旋供气系统试验的重要性254
9.2.3预旋供气系统试验的复杂性和困难性255
9.3预旋供气系统试验模型的边界划分255
9.3.1进口边界255
9.3.2出口边界256
9.3.3内外环封严流边界256
9.3.4热边界256
9.4相似分析与试验工况257
9.4.1相似分析计算257
9.4.2相似结果与试验工况260
9.5试验台与试验系统261
9.5.1预旋供气系统旋转试验台介绍261
9.5.2试验系统介绍262
9.6测点布置263
9.7测量仪器264
9.8试验步骤266
9.9风险评估与控制267
9.9.1风险评估267
9.9.2风险控制268
9.9.3异常情况及处理268
第10章核心机试验
10.1核心机简介及试验目的269
10.1.1核心机简介269
10.1.2试验目的270
10.2试验原理272
10.3试验设备272
10.3.1加温加压试车台272
10.3.2直接连接式高空试车台274
10.3.3SB101高空模拟试车台276
10.4试验测试277
10.4.1主要测试参数及测试手段277
10.4.2常规测试参数及仪器277
10.4.3特种测试284
10.5试验方法及试验项目287
10.5.1试验方法287
10.5.2试验项目289
10.6试验数据分析及处理294
参考文献294
第11章整机试验
11.1整机空气系统测试需求和时机295
11.1.1测试需求295
11.1.2测试时机297
11.2试验设备298
11.2.1试车台298
11.2.2测试设备299
11.3试验方法299
11.3.1测试原理299
11.3.2试车条件303
11.3.3测试方法306
11.4试验测试308
11.4.1测试目的308
11.4.2测试要求309
11.4.3测点布置方案311
11.4.4测试安装314
11.4.5试车316
11.4.6试车前后的检测317
11.5试验结果分析与处理317
11.5.1测试数据分析317
11.5.2模型修正318
11.5.3误差分析320
11.6试验流程与控制321
11.7试验常见问题及处理323
11.8技术展望324
参考文献325