本书从介绍风机和压缩机的分类、应用、结构和主要工作参数入手，首先使初学者对风机和压缩机有一个基本的认识，然后主要介绍通风机和压缩机的基本原理、基本的气动力设计计算方法以及通风机的性能试验。本书还结合作者的部分研究成果介绍了通风机内部三维湍流计算、通风机气动噪声预测计算和通风机内部流动测量等方面的内容和进展情况，期望能为流体机械教学和科研人员的研究工作提供一些帮助。 本书适合于机械、石油和化工、矿山和冶金工程、能源与动力工程等专业的本科生使用，也可作为研究生教学用书，还可作为广大风机和压缩机使用者和设计人员的参考书。

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
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 气体的物理性质 12
1.3.1 标准大气状态 12
1.3.2 风机标准进口状态 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
第2章 离心式通风机的工作原理 21
2.1 流体力学基本方程 21
2.1.1 理想流体的基本方程 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
2.5.3 功率系数 36
2.5.4 比转速、转速系数和
直径系数 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—尾
迹流动结构 53
2.8.2 离心通风机叶轮的
内部流态 55
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 叶轮尺寸的确定 57
3.2.1 最佳进口宽度 58
3.2.2 最佳进口直径 59
3.2.3 进口叶片角 60
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 , 65
3.3 叶片形状的确定 66
3.3.1 平直叶片 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 蜗壳设计 77
3.6.1 概述 77
3.6.2 基本假设 77
3.6.3 蜗壳内壁型线 77
3.6.4 蜗壳宽度B 79
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
4.1.1 基元级上的速度三角形 87
4.1.2 叶轮对气体所做的功 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
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 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
第5章 轴流通风机的设计计算 108
5.1 概述 108
5.2 孤立叶型试验数据 109
5.2.1 RAF-6E叶型 109
5.2.2 CLARK Y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 112
5.3.2 叶轮外径 113
5.3.3 叶片数z 114
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 平面叶栅的翼叶造型 120
5.6.1 原始叶型 120
5.6.2 翼叶造型的几何角 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
5.10 径向间隙和轴向间隙 129
5.10.1 径向间隙 129
5.10.2 轴向间隙 129
5.11 集流器、整流罩、整流体和
扩散筒 129
5.11.1 集流器 130
5.11.2 整流罩 130
5.11.3 整流体和扩散筒 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 通风机的联合运行 136
6.3.1 并联运行 136
6.3.2 串联运行 138
6.4 通风机的调节 139
6.4.1 调节方法 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 通风机的噪声控制 160
7.3.1 通风机噪声减噪量的
确定 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 动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 计算结果 185
9.3.1 对规则翼型冷却风扇的
噪声预测 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 压力的测量 192
10.2.1 压力显示仪器 192
10.2.2 皮托管 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
10.4.3 转矩转速测量仪 197
10.5 功率的测量 197
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
轴功率 197
10.5.2 扭矩法测功率 197
10.5.3 电测法测功率 198
10.6 环境大气参数及通风机进、
出口温度的测量 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
10.10.4 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
10.11.1 性能换算 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 离心式压缩机的基本方程 220
11.2.1 欧拉方程 220
11.2.2 能量方程 220
11.2.3 伯努利方程 220
11.2.4 压缩过程在
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
11.3.2 工作级间的等熵
压缩过程 229
11.3.3 级中实际压缩过程 229
11.4 进气道气动计算 230
11.4.1 进口截面的气流参数 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
11.6.1 气体在无叶扩压器中的
流动 239
11.6.2 无叶扩压器进口参数的
确定 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 离心压缩机气动参数计算 247
11.9.1 原始数据 247
11.9.2 进气道参数 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
第12章 压缩机的相似率 259
12.1 压缩机相似的基本准则 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 轴流压缩机的叶型和叶栅 279
13.4.1 平面叶栅的主要参数 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