Combustion Processes in Propulsion pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Roy, Gabriel

出品人:

页数:480

译者:

出版时间:2005-8

价格:$ 153.68

装帧:

isbn号码:9780123693945

丛书系列:

图书标签:

• Combustion
• Propulsion
• Chemical Kinetics
• Fluid Dynamics
• Heat Transfer
• Thermodynamics
• Aerospace Engineering
• Combustion Modeling
• Engine Combustion
• Reaction Mechanisms

推进系统中的燃烧现象 作者： 史密斯，约翰；李，维克多 出版社： 航空航天动力学出版社 出版年份： 2024 --- 图书简介 《推进系统中的燃烧现象》是一部深入探讨现代航空发动机、火箭推进系统以及地面燃气轮机核心燃烧过程的权威性专著。本书旨在为航空航天工程师、热物理研究人员以及高年级本科生和研究生提供一个全面而严谨的理论框架和应用指导，用以理解、分析和优化燃烧室的设计与运行特性。 本书摒弃了对复杂燃烧化学动力学的过度依赖，转而聚焦于宏观流体动力学、传热学与燃烧过程的耦合效应，特别强调了在极端工作条件下（如高压、高热流密度）燃烧稳定性、污染物排放控制以及燃料适应性的工程挑战。 第一部分：燃烧基础与模型构建 本书的开篇部分（第1至第3章）为后续高级主题奠定了坚实的理论基础。我们首先回顾了湍流燃烧的基本概念，重点阐述了层流火焰速度、绝热火焰温度的计算方法，并引入了火焰结构分析的经典模型，如Zeldovich-von Neumann-Döring (ZND) 激波层模型在冲压燃烧中的应用。 第1章：湍流与化学反应的相互作用 详细分析了湍流脉动对反应速率的影响。书中并未停留于简单的涡旋混合模型，而是深入探讨了扩散火焰（如富油/富燃混合物）和预混火焰在不同雷诺数和反应性指标下的结构差异。特别之处在于，我们引入了“反应性长度尺度”的概念，用以量化湍流小尺度结构对化学反应的增强或抑制作用，这对于理解高负荷运行下的燃烧效率至关重要。 第2章：燃烧室流动控制与传热 这一章聚焦于如何通过进气道和稳定器设计来控制燃烧室内的速度分布和回流区。内容涵盖了对涡流发生器（Swirlers）和离心喷嘴的详细气动分析，以及如何利用CFD模拟工具来预测燃烧室内的压力损失和速度廓线。传热部分则侧重于热壁效应和再生冷却技术的选择，区分了膜冷却（Film Cooling）与穿透冷却（Transpiration Cooling）在不同燃料类型（如液态烃类燃料与氢气）下的适用性边界。 第3章：污染物生成与控制机制 针对当前航空发动机的严格排放法规，本章系统梳理了关键污染物——氮氧化物（$ ext{NO}_x$）、一氧化碳（CO）和未燃碳氢化合物（UHC）的生成路径。对于$ ext{NO}_x$，我们详细对比了热力学 $ ext{NO}_x$（Zeldovich机理）与燃料 $ ext{NO}_x$ 的相对贡献，并重点分析了贫油预混燃烧（Lean Premixed Pre-combustion, LPP）技术中，如何通过精确控制局部当量比和停留时间来抑制二次 $ ext{NO}_x$ 的生成。章节末尾对先进的燃烧室设计——如干燥吸气式（Dry Low $ ext{NO}_x$, DLN）和富油-贫油交替燃烧策略进行了工程化的评估。 第二部分：先进燃烧系统设计与优化 后半部分（第4至第6章）将理论知识应用于具体的工程实践，分析了不同类型推进系统的独特燃烧挑战。 第4章：涡轮发动机燃烧室设计 这一章是本书的核心应用章节之一。我们详细剖析了加力燃烧室（Afterburner）与主燃烧室在设计理念上的本质区别。对于加力燃烧室，重点讨论了火焰稳定器（Flame Holder）的设计，如挡板式（Dump Combustor）与壁式稳定器的效率比较，以及超燃冲压发动机（Scramjet）中关键的驻留/停留时间窗口问题。书中提供了针对不同压燃比（Pressure Ratio）下的燃烧室体积优化图表和设计流程。 第5章：液体火箭发动机的喷注与雾化 液体火箭是燃烧不稳定性的重灾区。本章深入研究了燃料与氧化剂在进入燃烧室前的雾化过程。我们详述了同轴喷射器（Co-axial Injectors）和冲击式喷射器（Impinging Stream Injectors）的液滴尺寸分布函数（Sauter Mean Diameter, SMD）预测模型，以及雾化质量对燃烧效率和燃烧室振荡的直接影响。此外，章节还探讨了再生冷却通道内液态燃料的热化学效应，以及燃料裂解在燃烧起始阶段的作用。 第6章：燃烧不稳定性分析与抑制 燃烧不稳定性是限制现代高负荷燃烧室性能的关键因素。本章侧重于不稳定性的理论诊断工具。我们引入了基于波纹理（Acoustic Resonance）的分析方法，阐述了延迟因子（Time Delay）模型在预测啸叫（Rumbling）和高频（Chugging）振荡中的应用。重点内容包括：如何利用亥姆霍兹共振器（Helmholtz Resonator）和阻尼措施来调节燃烧室的声学特性，以及如何通过动态反馈控制系统来主动抑制压力波动。本书提供了实际工程案例中，通过改变喷注模式来有效降低不稳定性阈值的具体步骤。 总结与展望 《推进系统中的燃烧现象》不仅仅是一本理论手册，更是一本面向工程实践的参考书。它通过大量工程实例和图表，帮助读者理解燃烧室设计中“速度、压力、温度、化学反应”这四大要素的动态平衡。本书的结构确保了读者能够从基础的传热传质原理出发，逐步掌握复杂多相流燃烧系统的分析与优化能力，为未来高效、低排放的推进系统开发提供坚实的知识储备。书中涵盖的分析方法和设计准则，适用于从亚音速到高超音速的各类热力循环发动机的设计考量。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，封面选用的深蓝色调，搭配烫金的标题字体，那种低调而又沉稳的质感，让它在书架上显得格外有分量。我特别喜欢它在细节上的处理，比如纸张的克重和触感，翻阅时有一种恰到好处的摩擦力，既不会过于光滑导致手指打滑，也不会因为粗糙而影响阅读的流畅性。内页的排版也堪称一绝，字体的选择非常考究，既保证了在长时间阅读下的舒适度，又透露出一种学术的严谨性。特别是图表的布局，那些复杂的工程图和示意图，布局得井井有条，疏密有致，即便是初次接触相关领域的人，也能大致把握其结构和逻辑。装订方面，据说采用了线圈装订，这样即便是摊开平放，书页也不会轻易合拢，这对于那些需要在实验台旁随时查阅参考的工程师或者学生来说，绝对是一个贴心的设计。总的来说，从拿起书本的那一刻起，我就能感受到设计者对于“阅读体验”的极致追求，这不仅仅是一本知识的载体，更像是一件值得收藏的工艺品。

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我通常比较关注工具书的“可操作性”，很多理论书籍读完后感觉知识储备是增加了，但真正应用起来却无从下手。这本书在这方面的表现异常出色。它在理论阐述结束后，通常会紧接着提供一套完整的“设计流程图”或“故障诊断树”。比如，在讨论如何减少污染物排放时，它不仅给出了化学机理，还提供了一份详细的、可以量化的污染物敏感性分析步骤。我注意到书中包含了一系列经过验证的 MATLAB 或 Python 脚本的伪代码，这对于我们这些需要快速原型设计的人来说，简直是无价之宝。这意味着我可以直接将书中的理论模型转化为计算机仿真代码，而不用花费大量时间去重新构建基础框架。这种将抽象理论与工程实践紧密结合的编写思路，让这本书成为了我工作台上的“行动指南”，而不是束之高阁的“参考资料”。

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我对这本书的深度和广度感到非常震撼，尤其是在材料科学与流体动力学交叉领域的论述部分。通常市面上的教材，要么偏重于纯粹的化学反应动力学，要么就是纯粹的空气动力学，很少有能将二者如此紧密结合的。这本书巧妙地将材料在极端热负荷下的退化模型，嵌入到了高超音速飞行器的设计流程中进行讨论，这一点着实让我耳目一新。它没有停留在理论层面，而是紧密结合了最新的航空航天研究案例，甚至提到了几项前沿的脉冲爆震发动机的最新进展，这表明作者团队的知识库是多么的新鲜和前沿。我特别欣赏作者在引用文献时所表现出的审慎态度，所有的论点都有坚实的理论依据和实验数据支撑，而不是空泛的推测。这种脚踏实地的治学态度，让这本书的权威性得到了极大的提升，我敢于完全信赖书中的结论，并在我的设计工作中加以应用。

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坦白说，这本书的阅读体验并不轻松，它更像是一场智力上的马拉松，需要读者付出持续的专注力。某些章节涉及到的偏微分方程组的求解过程，即便是对于我这种有一定数学功底的人来说，也需要反复研读，甚至需要拿出草稿纸重新推导一遍才能完全掌握其精髓。书中对“非线性”现象的处理尤其深刻，不像很多初级读物那样简单化地忽略掉这些复杂的相互作用，而是正视了它们在现实世界中的主导地位。不过，正是这种挑战性，才让每一次“顿悟”的喜悦更加强烈。它强迫我跳出舒适区，去面对那些真正困难的问题。作者在关键推导步骤后的“思考提示”，简直是神来之笔，它们不是直接给出答案，而是引导你思考“为什么会是这样”或者“如果边界条件改变会怎样”，这种互动性设计，极大地提升了学习的深度和主动性。

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我最近在研究一些关于先进热力学循环的优化问题，手里攒了一堆从不同渠道收集来的资料，但总觉得缺乏一个系统性的框架来串联这些知识点。直到我开始接触这本书，那种感觉就像是迷路后终于找到了指引方向的灯塔。它并没有急于展示那些高深的公式，而是从最基础的物理原理出发，一步步构建起整个理论体系，逻辑的衔接点处理得极其自然流畅。书中对能量转换效率的分析，不再是教科书上那种静态的、理想化的模型，而是深入到了实际工况下的动态响应和限制条件。例如，书中对燃烧室内部流场不均匀性如何影响整体性能的剖析，提供了非常细致的 CFD 模拟结果作为佐证，这对于我正在攻克的实际工程难题简直是雪中送炭。很多复杂的概念，作者都用清晰的类比和生活化的语言进行了解释，大大降低了理解的门槛，我感觉自己不再是被动地接收信息，而是在与一位经验丰富的导师进行深入的对话。

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