引射器是借助黏性剪切及对流作用力,把能量从主引射流体传递给被引射流体的一种射流泵。作为一种不合运动部件的动力学泵,引射器在航空航天、化工、真空技术、飞行器设计、风洞以及各类压力恢复系统等领域都有广泛应用。
《气体引射器原理及设计》综合阐述了气体引射器的设计原理、设计方法、性能影响因素以及在部分设备中的应用情况。
《气体引射器原理及设计》可供从事空气动力学设备设计的科技工作者、工程技术人员、本科生和研究生参考使用。
气体引射器作为一种不含运动部件的动力学泵,主要借助气体的黏性剪切及对流作用力,把能量从主引射流体传递给被引射流体,提升被引射气流的动能。由于其结构简单、重量轻、性能稳定,在航空航天、化工、真空技术、飞行器设计、风洞以及各类压力恢复系统等领域都有广泛应用。
近些年来,随着高新技术的不断发展,气体引射器在诸多领域都引起了极大的关注。在跨超声速风洞设计中,采用气体引射器代替风扇等动力学部件,可以有效降低整个系统的复杂性,提高系统运行效率。对激光器压力恢复系统等低压运行设备,气体引射器可以发挥其结构简单、无动力学部件的特点,在保证系统低压运行环境的情况下,极大地减小整个系统的体积。在新型飞行器射流控制领域,气体引射技术也有代替机械控制的趋势。气体引射器技术在诸多领域的广泛应用,进一步增强了人们对气体引射器设计原理及设计方法的需求。
迄今为止,国内尚没有比较系统和深入介绍气体引射器原理及设计的书籍。本书是中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所40年从事气体引射器设计的经验总结,作者同时参阅了大量国内外相关文献,吸收其精华。在内容取舍上,力求兼顾系统性、知识性、实用性和前瞻性。本书不仅适用从事气体引射器设计的工程技术人员阅读,也可供从事与引射器设计其他相关专业的技术人员参考。
第1章 概论
1.1 引射器工作原理
1.2 引射器分类及应用
1.2.1 引射器分类
1.2.2 引射器的应用
第2章 引射器基本设计原理
2.1 基本假设及相关气动函数
2.1.1 基本假设
2.1.2 一维绝热流参数基本关系式
2.2 一维引射器基本理论
2.3 引射器性能参数分析
2.3.1 引射系数、主次流温度比的影响
2.3.2 面积比的影响
2.3.3 混合不均匀的影响
2.4 临界扼流与堵塞效应
2.5 引射器临界点设计分析
2.6 -维引射器优化设计理论
第3章 等面积混合引射器
3.1 等面积引射器设计原理
3.2 等面积混合引射器设计计算
3.2.1 基于压力恢复的引射器参数设计
3.2.2 基于流动掺混的引射器参数设计
3.3 引射器性能分析
3.3.1 引射系数和引射马赫数对引射器性能的影响
3.3.2 总温比、分子量和比热比的影响
3.3.3 被引射气流马赫数的影响
3.3.4 取超声速解或亚声速解的影响
3.3.5 非设计点状态引射器性能
3.4 增强混合引射技术
3.4.1 多喷嘴引射技术
3.4.2 波瓣喷嘴引射技术
3.4.3 后缘开缝喷嘴引射技术
第4章 等压混合引射器
4.1 等压混合引射器工作原理
4.2 等压混合引射器设计计算
4.2.1 基于压力恢复的等压引射器参数设计
4.2.2 基于流动掺混的等压引射器参数设计
4.3 引射器性能分析
4.3.1 引射马赫数和引射系数的影响
4.3.2 总温比分子量的影响
4.3.3 被引射气流马赫数的影响
4.3.4 比热比的影响
4.4 引射器启动特性
4.4.1 引射器启动过程
4.4.2 引射器启动特性理论
4.4.3 引射器启动影响因素
第5章 引射器流场结构的数值分析
5.1 计算流体力学概述
5.1.1 计算流体力学的基本方法
5.1.2 计算流体力学的发展
5.1.3 流动控制方程
5.1.4 有限差分理论基础
5.2 计算流体力学软件的结构
5.2.1 数值计算前处理模块
5.2.2 数值计算求解模块
5.2.3 数值计算后处理模块
5.3 CFD在引射器流场数值模拟中的应用
5.3.1 数值计算方法
5.3.2 等面积引射器流场结构
5.3.3 等压引射器流场结构
……
第6章 引射器集成技术
第7章 引射器结构设计技术
第8章 新型引射器技术
参考文献