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第5章 涡轮泵设计&章本立 陶维国 何恢蓉 1

5.1概述 1

5.1.1涡轮泵的地位与功用 1

5.1.2涡轮泵的分类和组成 2

5.1.3涡轮泵的工作过程与特点 10

5.2涡轮泵总体设计 14

5.2.1发动机对涡轮泵的要求 14

5.2.2评价涡轮泵的主要指标 14

5.2.3涡轮泵性能优化 16

5.2.4涡轮泵的设计过程 18

5.2.5涡轮泵设计参数的选择 20

5.2.6涡轮泵方案的初步设计 34

5.2.7涡轮泵型式和总体结构布局 37

5.2.8涡轮泵总体设计的几项原则 41

5.3涡轮设计 43

5.3.1涡轮的工作过程、用途和分类 43

5.3.2涡轮型式的选择和设计步骤 44

5.3.3涡轮喷嘴设计 47

5.3.4涡轮动叶栅设计 60

5.3.5涡轮级设计 70

5.3.6涡轮级的损失和效率 75

5.3.7多级涡轮 81

5.3.8涡轮结构设计 87

5.3.9涡轮叶片的强度校核 94

5.3.10涡轮盘的强度计算 99

5.3.11轮盘强度校核 106

5.4泵的设计 107

5.4.1泵的基本参数和分类 107

5.4.2离心泵的设计和计算 118

5.4.3泵体过流部分的设计和计算 140

5.4.4泵的轴向力、径向力及其平衡 146

5.5泵的气蚀 148

5.5.1气蚀现象和发生机理 148

5.5.2净正抽吸压头和气蚀比转速 149

5.6诱导轮设计 153

5.6.1诱导轮的功用和分类 153

5.6.2诱导轮最佳进口直径的确定 155

5.6.3诱导轮的最佳流量系数和最大气蚀比转速 156

5.6.4诱导轮主要几何参数的选择 159

5.6.5变螺距诱导轮 162

5.6.6诱导轮的扬程计算 163

5.7轴承、密封及齿轮的设计 164

5.7.1轴承设计 164

5.7.2密封设计 170

5.7.3齿轮设计 177

5.8涡轮泵试验 179

5.8.1液压和气密性试验 179

5.8.2介质运转试验 179

5.8.3运转破坏性试验 180

5.8.4泵的性能试验和气蚀试验 180

5.8.5涡轮泵转子平衡试验 182

5.8.6涡轮性能试验 184

5.8.7涡轮泵联动试验 185

参考文献 186

第6章 阀门和调节器设计&章裕昆 188

6.1概述 188

6.2阀门设计原则 190

6.2.1阀门的工作条件 190

6.2.2阀门的基本设计要求 191

6.2.3影响阀门设计的主要因素 194

6.2.4阀门结构类型的选择 200

6.3隔离阀设计 206

6.3.1隔离阀的设计要求 206

6.3.2隔离阀的典型结构 207

6.4断流阀设计 215

6.4.1菌阀 215

6.4.2蝶阀 216

6.4.3球阀 222

6.5电磁阀设计 225

6.5.1电磁阀的工作原理及典型结构 226

6.5.2电磁吸力计算 230

6.5.3软磁材料的选择 233

6.5.4响应时间计算 234

6.5.5电磁阀的设计要点 240

6.5.6快速动作电磁阀 244

6.6电爆阀设计 246

6.7气体减压器设计 254

6.7.1减压器的工作原理及典型结构 254

6.7.2减压器的特性 261

6.7.3减压器结构型式的选择 270

6.7.4减压器主要元件设计 271

6.8液体调节器设计 279

6.8.1设计要求 279

6.8.2典型结构及其特点 280

6.8.3静态特性 291

6.9密封结构设计 293

6.9.1泄漏与密封 294

6.9.2几种密封结构 302

6.10阀门的装配和试验 312

6.10.1装配和试验要求 312

6.10.2检漏 317

6.10.3流阻测量 324

6.10.4环境模拟试验 327

6.10.5动态特性试验 329

6.11阀门的工作可靠性 335

6.11.1故障分析 335

6.11.2提高阀门工作可靠性的途径 340

参考文献 343

第7章 液氧/液氢发动机设计&江希凡 345

7.1概述 345

7.1.1推进剂的特点 345

7.1.2应用领域 346

7.2系统设计 346

7.2.1系统方案选择 346

7.2.2吹除和预冷 349

7.2.3启动方式 352

7.2.4液氢排放系统 353

7.3推力室设计 354

7.3.1喷注器 354

7.3.2燃烧室 356

7.3.3喷管延伸段 357

7.3.4点火方式 357

7.3.5燃气发生器 358

7.4涡轮泵设计 360

7.4.1总体布局 360

7.4.2转速和动态稳定性 360

7.4.3泵 361

7.4.4涡轮 362

7.4.5轴承 363

7.4.6密封 364

7.4.7齿轮 366

7.5阀门和调节器设计 366

7.5.1阀门的类型和功能 366

7.5.2调节器的类型 368

7.5.3低温推进剂的影响 370

7.5.4密封结构和材料选择 371

7.5.5运动件的配合和导向 373

7.5.6绝热与吹除 374

7.5.7阻尼和刚度 375

7.5.8材料选择与处理 375

7.6总体设计 376

7.6.1发动机的绝热 376

7.6.2总装元件 377

7.6.3管路密封 379

7.7发动机试验 380

7.7.1组件试验 381

7.7.2发动机系统试验 382

7.7.3运载火箭级的推进系统试验 382

7.7.4试验时的注意事项 383

参考文献 383

第8章 空间发动机设计&黄耀坤 王衍方 384

8.1概述 384

8.1.1空间发动机的用途 385

8.1.2空间发动机的特点 385

8.2系统设计 387

8.2.1推进剂和供应系统的选择 387

8.2.2系统参数的确定 388

8.2.3系统方案的确定 391

8.3推力室设计 395

8.3.1单组元肼分解推力室 395

8.3.2双组元推进剂推力室 410

8.4阀门设计 413

8.4.1空间环境的主要影响 414

8.4.2设计考虑 417

8.5高压气瓶和推进剂贮箱设计 419

8.5.1高压气瓶设计 419

8.5.2推进剂贮箱设计 423

8.6发动机试验 437

8.6.1高空模拟试验 437

8.6.2高低温试验 438

8.6.3力学环境试验 439

8.6.4气候环境试验 439

参考文献 440

第9章 可靠性设计&董锡鉴 442

9.1概述 442

9.2性能可靠性设计 443

9.2.1性能可靠性和工程能力指数 443

9.2.2影响性能可靠性的因素 445

9.2.3提高性能可靠性的措施 450

9.2.4性能可靠性模型 456

9.2.5性能可靠性预测 463

9.2.6性能可靠性分配 464

9.2.7性能可靠性评定 465

9.3结构可靠性设计 468

9.3.1寿命、结构可靠性和失效率 468

9.3.2结构故障的形成原因 470

9.3.3提高结构可靠性的措施 474

9.3.4结构可靠性模型 477

9.3.5结构可靠性设计 496

9.3.6结构可靠性评定 503

参考文献 511