白少先，男，1976年生，博士，研究员、博士生导师。中国机械工程学会高级会员，中国机械工程学会摩擦学分会青年工作委员会委员，气体润滑专业委员会委员，入选浙江省151人才计划、浙江省高校中青年学科带头人，获浙江省自然科学杰出青年基金资助。主要从事流体密封技术基础理论、设计方法与系统可靠性研究，包括流体润滑理论、特种密封技术和密封寿命预测与系统可靠性，近年来重点在气体热弹流润滑理论、多场耦合润滑数值计算技术、密封表面润湿激光改性以及减摩耐磨技术、干气密封与蜂窝深孔密封设计技术、发动机等特种装备密封寿命预测与可靠性评估等方面开展了研究工作。主持国家自然科学基金、浙江省自然科学杰出青年基金、浙江省科技计划项目、清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金项目等8项，作为主要研究人员参与国家自然科学基金、973项目、国家科技支撑计划、浙江省自然科学基金、浙江省科技计划等10余项国家和省部级项目，在《ASMEJournalofTribology》、《TribologyLetters》、《STLETribologyTransactions》、《TribologyInternational》、《AppliedSurfaceScience》、《MaterialsLetters》、《ScienceChina》、《机械工程学报》、《摩擦学学报》等国内外摩擦学领域著名期刊发表论文80余篇，其中SCI、EI检索40余篇，以第一发明人获授权国家发明专利5项。

本书以高速气体轴承和高压气体密封的润滑设计为应用背景，系统阐述了多物理场耦合条件下的气体润滑理论和设计分析方法。全书共9章：第1章主要介绍气体的基本性质，第2章主要介绍气体润滑理论基本方程的建立和推导，包括雷诺方程、能量方程、固体热传导方程与界面方程；第3、4章重点介绍典型气体润滑轴承和密封的等温润滑特性及刚性表面气体润滑规律；第5~7章重点介绍气体端面密封的气体热弹流润滑、动载特性和冷凝析水润滑规律；在此基础上，第8、9章介绍气体端面密封的实验方法和设计方法。

本书可以作为从事气体润滑和密封工作者的参考用书，也可作为相关专业研究生的教学用书。

本书以高速气体轴承和高压气体密封的润滑设计为应用背景，系统阐述了气体润滑理论基本方程的建立和推导，包括气体状态方程、雷诺方程、能量方程、热传导方程、界面方程等；等温气体润滑理论，重点讲述气体滑块轴承、径向轴承、止推轴承和端面密封等典型结构的气体润滑基本特征，包括压力分布、摩擦系数、气膜刚度等参数特性；刚性表面气体润滑理论，主要讲述气体温粘特性、压粘特性对典型轴承和密封结构的润滑特性影响规律；气体热弹流润滑理论，主要讲述高压端面密封中的阻塞流效应、端面热变形、端面弹性变形等对端面密封气体润滑特性的影响规律；气体润滑动态特性，重点讲述了热弹流润滑工况下端面气体密封气膜的刚度、阻尼频域响应特性和气膜压力动态分布特征；深槽气体润滑理论，主要讲述入口压力损失、深槽节流效应的实验和理论分析方法，以及蜂窝密封气体润滑特性。

第1章气体性质

1.1气体方程

1.1.1理想气体方程

1.1.2指数方程

1.1.3实际气体方程

1.1.4气体分子自由度

1.1.5比热容

1.2气体黏度

1.3含湿气体性质

1.3.1压力

1.3.2湿度

1.3.3露点温度

参考文献

第2章气体润滑方程

2.1雷诺方程

2.1.1雷诺方程推导

2.1.2极坐标雷诺方程

2.1.3柱坐标雷诺方程

2.1.4润滑参数

2.2能量方程

2.2.1流体内能变化

2.2.2外界对气体做机械功及能量损失

2.3固体热传导方程和界面方程

2.4数值分析方法

2.4.1有限差分方法

2.4.2流量守恒

2.4.3摩擦力平衡

参考文献

第3章等温气体润滑

3.1滑块

3.1.1润滑方程

3.1.2边界条件

3.1.3润滑性能参数

3.1.4滑块动压润滑特性

3.1.5发散斜滑块动压润滑特性

3.1.6磁头滑块润滑特性

3.2径向轴承与密封

3.2.1润滑方程

3.2.2边界条件

3.2.3润滑特性参数

3.2.4润滑特性

3.3螺旋槽止推轴承

3.3.1气体润滑方程

3.3.2边界条件

3.3.3润滑特性参数

3.3.4润滑特性

3.4螺旋槽端面密封

3.4.1润滑方程

3.4.2边界条件

3.4.3密封润滑性能参数

3.4.4润滑规律

参考文献

第4章刚性表面气体热动力润滑

4.1滑块

4.1.1气体润滑方程

4.1.2边界条件

4.1.3热润滑特性

4.2径向静压轴承

4.2.1润滑方程组

4.2.2热边界条件

4.2.3热润滑特性

4.3螺旋槽止推轴承

4.3.1润滑方程组

4.3.2边界条件

4.3.3热润滑特性

4.4螺旋槽端面密封

4.4.1气膜温度特征

4.4.2热润滑特性

参考文献

第5章端面密封气体热弹流润滑

5.1基本方程

5.1.1润滑方程组

5.1.2边界条件

5.2阻塞流效应

5.2.1模型检验

5.2.2压力分布特征

5.3端面热弹变形特征

5.4热弹润滑规律

5.4.1端面弹性变形

5.4.2端面热变形

5.4.3端面热弹变形

参考文献

第6章端面密封气体动载热润滑

6.1基本方程

6.1.1动力学方程组

6.1.2润滑方程组

6.1.3边界条件

6.1.4动态特性参数

6.2等温动载润滑特性

6.2.1轴向刚度和阻尼

6.2.2角向刚度和阻尼

6.2.3气膜幅频特性

6.3刚性表面热动载特性

6.3.1轴向刚度和阻尼

6.3.2角向刚度和阻尼

6.3.3气膜幅频特性

6.4热弹流气膜动载特性

6.4.1轴向刚度和阻尼

6.4.2角向刚度和阻尼

6.4.3气膜幅频特性

参考文献

第7章端面密封冷凝析水润滑

7.1基本方程

7.1.1含湿气体方程

7.1.2析水参数

7.2气膜冷凝析水特征

7.3冷凝析水规律

7.3.1湿度的影响

7.3.2气膜厚度的影响

7.3.3密封压力的影响

7.3.4转速的影响

7.4润滑表面液滴运动

7.4.1表面润湿模型

7.4.2表面织构几何参数与润湿性

7.4.3液滴运动形态

7.4.4密封端面液滴吸附

参考文献

第8章气体端面密封型槽技术与实验

8.1端面密封型槽

8.2气体密封测试

8.2.1实验装置

8.2.2端面型槽加工

8.2.3端面形貌测试

8.3密封特性实验

8.3.1密封开启特性

8.3.2动压特性

8.3.3表面磨损

参考文献

第9章气体端面密封设计

9.1密封受力分析

9.1.1开启力

9.1.2闭合力

9.1.3O形圈摩擦力

9.2密封几何参数

9.2.1密封膜厚

9.2.2密封端面宽度

9.2.3平衡直径

9.2.4密封端面与轴(轴套)间隙

9.3密封性能参数

9.3.1泄漏率

9.3.2气膜刚度

9.4密封副材料

9.5密封环尺寸设计

9.5.1动环尺寸设计

9.5.2静环尺寸设计

9.5.3端面型槽设计

9.6辅助密封设计

9.7密封设计流程

9.7.1设计流程

9.7.2设计条件

9.7.3设计步骤

参考文献2100433B

气体润滑轴承一般分为气体动压轴承、气体静压轴承和气体挤压轴承3种类型。实际轴承的润滑状态常常以动、静压，动、挤压，静、挤压及动、静、挤压混合润滑状态形式存在。气体润滑轴承形成承载气膜的机理与液体润滑轴承相同，故也分为气体动压轴承和气体静压轴承。按承受载荷的方向不同，又可分为气体径向轴承、气体推力轴承和气体径向推力组合轴承。气体动压轴承是利用气体在楔形空间产生的流体动压力来支承载荷的。常在轴颈或轴瓦的表面做出浅螺纹槽，利用槽的泵汲作用提高承载能力。图1 [气体动压螺旋槽推力轴承]为气体动压螺旋槽推力轴承。气体静压轴承(图2 [气体静压轴承])的供气压力一般不超过0.6兆帕。气体通过供气孔进入气室，然后分数路流经节流器进入轴承和轴颈的间隙，再从两端流出轴承，在间隙内形成支承载荷的静压气膜。气体静压轴承的内孔表面一般不开气腔，以增大气膜刚度，提高稳定性。