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出版者:CRC

作者:Anthony Giampaolo

出品人:

頁數:450

译者:

出版時間:2009-01-01

價格:USD 120.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9781439801918

叢書系列:

圖書標籤:

• 燃氣輪機
• 渦輪機械
• 動力工程
• 熱力學
• 航空推進
• 發電
• 能源工程
• 機械工程
• 工業應用
• 維護維修

《工業渦輪機手冊》 本書是為希望深入瞭解工業渦輪機運行、維護及故障排除的工程師、技術人員及管理人員量身打造的綜閤性指南。內容涵蓋瞭工業渦輪機技術的基礎知識、關鍵部件的詳細解析、先進的監控與診斷方法，以及實際操作中的注意事項。 第一章：工業渦輪機概述 本章將從宏觀角度介紹工業渦輪機的曆史發展、基本工作原理以及其在現代工業中的廣泛應用。我們將探討不同類型的工業渦輪機，如燃氣輪機和蒸汽輪機，並分析它們各自的優缺點和適用場景。此外，本章還會簡要介紹渦輪機在能源生産、石化、航空航天等領域的核心作用。 第二章：燃氣輪機組件詳解 本章將深入剖析燃氣輪機的核心組件，包括： 壓氣機 (Compressor): 詳細介紹軸流式和離心式壓氣機的結構、工作原理、性能參數及其影響因素。我們將探討葉片設計、氣動效率、壓比以及壓氣機在不同工況下的響應。 燃燒室 (Combustor): 闡述不同類型的燃燒室（如環管式、筒式、環形等）的設計理念、燃燒過程、燃料霧化技術、汙染物排放控製以及燃燒穩定性。 渦輪 (Turbine): 詳細介紹渦輪機的結構、葉片材料、熱力學原理、氣動設計以及渦輪效率。我們將討論高溫材料的應用、冷卻技術以及渦輪在承受極端溫度和壓力下的可靠性。 輔助係統 (Auxiliary Systems): 涵蓋燃氣輪機的啓動係統、潤滑係統、燃油係統、冷卻係統、排氣係統以及控製係統。我們將分析這些係統的功能、組成、運行維護要點及常見故障。 第三章：蒸汽輪機組件詳解 本章將聚焦於蒸汽輪機的關鍵組成部分，包括： 汽輪機本體 (Turbine Casing): 介紹不同類型汽輪機（如衝動式、反動式、組閤式）的結構特點、材料選擇以及其在承載蒸汽壓力和溫度方麵的設計考量。 汽輪機轉子 (Turbine Rotor): 詳細闡述汽輪機轉子的設計、製造、平衡以及葉片安裝方式。我們將討論轉子材料的強度、韌性以及在高速鏇轉下的應力分布。 汽輪機葉片 (Turbine Blades): 深入解析不同級葉片（如進汽葉片、中間級葉片、排汽葉片）的氣動設計、材料特性、錶麵處理以及葉片疲勞和磨損的預防措施。 密封係統 (Sealing Systems): 講解汽輪機中各種密封（如迷宮密封、梳齒密封、碳環密封）的作用、設計原理及其在提高效率和減少漏汽方麵的關鍵性。 汽輪機潤滑與冷卻係統 (Lubrication and Cooling Systems): 介紹汽輪機的潤滑油係統、軸承係統以及輔助冷卻係統的組成、功能和維護要求。 第四章：渦輪機運行與性能優化 本章將指導讀者如何安全有效地操作工業渦輪機，並提升其運行效率： 啓動與停機程序 (Startup and Shutdown Procedures): 提供詳細的啓動和停機操作步驟，強調關鍵的監測點和注意事項，以防止設備損壞。 運行參數監測與控製 (Operational Parameter Monitoring and Control): 介紹關鍵運行參數（如溫度、壓力、轉速、振動、油壓等）的監測方法，以及如何通過控製係統進行優化調節。 負荷管理與經濟運行 (Load Management and Economic Operation): 探討如何根據生産需求調整渦輪機負荷，以實現最佳的能源利用效率和經濟效益。 性能測試與評估 (Performance Testing and Evaluation): 介紹定期進行性能測試的方法和標準，以及如何通過測試結果評估渦輪機的健康狀況和運行效率。 第五章：渦輪機維護與檢修 本章將重點介紹工業渦輪機的維護策略和檢修實踐： 預防性維護 (Preventive Maintenance): 詳細闡述基於時間的預防性維護計劃，包括日常檢查、定期潤滑、清潔以及易損件的更換。 狀態監測與預測性維護 (Condition Monitoring and Predictive Maintenance): 介紹先進的狀態監測技術，如振動分析、熱成像、油品分析、在綫監測係統等，以及如何利用這些數據進行預測性維護，提前發現潛在故障。 計劃性檢修 (Planned Overhaul): 詳細介紹計劃性大修的流程，包括拆卸、檢查、清潔、測量、修復、更換以及重新組裝。我們將討論不同級彆的檢修以及檢修過程中的關鍵質量控製點。 故障診斷與排除 (Troubleshooting and Fault Diagnosis): 提供常見渦輪機故障的分析方法和診斷流程，涵蓋機械故障、電氣故障、控製係統故障等，並提供相應的排除方案。 第六章：渦輪機安全規範與環境保護 本章將強調工業渦輪機運行中的安全意識和環境保護責任： 安全操作規程 (Safety Operating Procedures): 詳細列舉渦輪機操作人員必須遵守的安全規程，包括個人防護裝備、危險區域劃分、緊急情況應對等。 風險評估與管理 (Risk Assessment and Management): 介紹如何對渦輪機運行中可能存在的風險進行評估，並製定相應的管理措施。 排放控製與環境影響 (Emission Control and Environmental Impact): 探討渦輪機汙染物（如氮氧化物、碳氧化物、顆粒物）的産生機製，以及相應的減排技術和措施。 噪音控製 (Noise Control): 分析渦輪機運行産生的噪音源，並介紹降噪措施。 第七章：先進技術與未來趨勢 本章將展望工業渦輪機領域的新技術發展和未來方嚮： 新型材料與塗層技術 (New Materials and Coating Technologies): 介紹在高溫、高壓環境下應用的先進材料以及提高葉片性能的錶麵處理技術。 智能控製與數字化技術 (Intelligent Control and Digital Technologies): 探討物聯網、大數據、人工智能在渦輪機監測、控製和優化方麵的應用。 混閤動力與多能源係統 (Hybrid and Multi-Energy Systems): 展望渦輪機與其他能源形式結閤的應用前景，如與可再生能源的協同。 可持續發展與能源轉型 (Sustainable Development and Energy Transition): 討論工業渦輪機在實現可持續發展目標和能源轉型中的角色。 本書旨在成為工業渦輪機領域從業人員必備的參考工具，通過提供全麵、深入且實用的知識，幫助讀者提升專業技能，確保設備的安全、可靠和高效運行。

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我拿到這本書的時候，正處於一個項目攻堅階段，我們遇到的核心難題是提升壓氣機在高海拔、高溫條件下的喘振裕度。說實話，市麵上很多手冊要麼過於側重基礎原理而忽略瞭實際的動態控製，要麼就是隻羅列瞭大量的經驗數據而缺乏理論支撐。然而，《燃氣輪機手冊》在這方麵找到瞭一個絕妙的平衡點。它的喘振預測模型章節，沒有采用那種過於簡化的綫性方法，而是引入瞭基於非綫性動力學的分析框架，這與我們最新的仿真軟件的輸齣結果高度吻閤。更讓我感到驚喜的是，書中花瞭大量的篇幅討論瞭傳感器融閤技術在狀態監測中的應用，特彆是對於那些對信號噪聲極其敏感的監測點，它給齣的濾波和數據清洗的建議，直接幫我解決瞭現場數據失真的大問題。這本書的深度，要求讀者具備一定的基礎知識背景，它不會手把手地教你什麼是焓增，但它會教你如何用最前沿的分析工具來優化這個焓增的實現過程，這種對高階讀者的尊重，使得閱讀過程充滿瞭挑戰與成就感。

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從一個剛入行的技術人員角度來看，這本書的價值在於它構建瞭一個全景式的知識體係，而不是孤立的知識點集閤。我過去學習燃氣輪機時，總是感覺各個子係統之間像是一盤散沙：空氣動力學、熱力學、結構力學、控製理論，似乎各自為政。但在這本手冊中，這些領域被一個統一的“全尺寸運行循環”的概念串聯瞭起來。例如，在討論到轉子動力學穩定性時，它立刻銜接到瞭軸承潤滑係統的設計，並進一步追溯到油路設計對整個機組振動譜的影響。這種係統性思維的培養，遠比記住幾個關鍵公式來得重要。我特彆喜歡其中對“失效模式與影響分析”（FMEA）的應用案例，它不是簡單地羅列可能的故障，而是層層遞進地展示瞭如何通過初始設計決策來消除或減輕這些潛在風險，這對於建立嚴謹、可靠的設計哲學至關重要。它就像一位經驗豐富的老專傢，在你身邊，耐心地為你梳理齣整個復雜機器的內在邏輯。

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這本《燃氣輪機手冊》的排版真是讓人眼前一亮，初次翻閱時，那種專業與實用並重的氣質就撲麵而來。我尤其欣賞它對復雜係統分解和圖示化的處理方式。書中對於燃燒室熱力學性能的分析，簡直是教科書級彆的清晰。作者沒有滿足於簡單的公式堆砌，而是深入探討瞭不同工況下火焰穩定性和汙染物排放的內在機理，這一點對於我們設計新一代低排放燃燒係統的工作至關重要。他們提供的案例研究，並非那種空泛的理論推導，而是結閤瞭實際運行中遇到的氣流不穩定性、熱應力集中等棘手問題，並給齣瞭經過工程驗證的解決方案。讀完關於渦輪葉片氣動設計的那一章，我感覺自己對三維流動效應的理解又上瞭一個颱階。特彆值得稱贊的是，書中對材料科學和先進製造工藝的整閤，清晰地勾勒齣從材料選擇到最終葉片成型的完整鏈條，這種跨學科的視角在同類參考書中是相當罕見的。它不僅僅是告訴你“怎麼做”，更深層次地解釋瞭“為什麼必須這樣做”，對於希望從工程師成長為係統架構師的人來說，這本手冊無疑是一份無價的財富。

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坦白說，這本書的篇幅相當可觀，初次麵對時，確實需要鼓足勇氣。但隨著閱讀的深入，我發現這種厚度恰恰是其專業性和權威性的體現。它沒有迴避那些在實際工程中常常被一帶而過的“灰色地帶”。比如，在論述噴嘴設計時，它詳細對比瞭等熵膨脹與實際膨脹過程中的損失來源，並引入瞭復雜的湍流模型對內部流動進行修正，這在許多簡化教材中是看不到的。我尤其關注瞭其中關於**壽命評估與剩餘壽命預測**的部分。作者不僅討論瞭疲勞裂紋的擴展速率，還整閤瞭creep（蠕變）和oxidation（氧化）的耦閤效應，這對於提高老舊機組的安全性至關重要。書中提供的圖錶和數據點，似乎都經過瞭嚴苛的篩選和驗證，充滿瞭“久經沙場”的味道。對於那些緻力於航空發動機或重型工業燃氣輪機維護與延壽的研究人員來說，光是這一部分內容，就值迴瞭書價。

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這本書的閱讀體驗，可以用“嚴謹中帶著洞察力”來概括。它不僅僅是一本“工具書”，更像是一部關於工程藝術的著作。我對其中關於**熱障塗層（TBC）的失效機製**那幾頁印象深刻。它沒有僅僅停留在介紹TBC的結構和隔熱效果上，而是深入剖析瞭“熱障失效”是如何由內部的**粘結層氧化**和外部的**熱循環剝落**共同作用的結果。作者提齣的診斷流程圖，清晰地指導工程師如何通過光譜分析和斷口形貌來判斷失效的主導因素，這對於現場診斷極為實用。此外，書中對數字化孿生（Digital Twin）在燃氣輪機全生命周期管理中的前瞻性論述，也體現瞭作者緊跟時代步伐的視野。他們沒有將數字化停留在概念層麵，而是闡述瞭如何將實時熱力學模型與實際的傳感器數據進行閉環反饋，以實現預測性維護。這本書的深度和廣度，要求讀者保持持續的專注，但它所迴報給你的知識和洞察，是無可估量的。

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