专业英语译文.doc

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1、1.3流体的特性流体是一种流动的物质，即它的组成微粒之间的位置在不断的发生变化。并且流体给层与层之间的位移提供非持续的阻力，即就是说，流体处于静止状态时，不存在剪切力（一种相切于作用表面的力）。另外，固体处于静止状态时能够抵抗剪切力；剪切力能够引起层与层间的移动，但该物体不会无限持续的移动。然而在流体中，剪切力只在层间相对移动时存在。流体区别于固体的是，定量流体的形状随盛放流体的容器形状，或是随作用于流体上阻碍流体的流动的力而变。通常流体和固体的区别是很明显的，但有些物质是很难给它归类的。像一些流动缓慢的流体，如厚厚的

2、柏油和沥青，通常看起来似乎是固体。一些这样物质放在地面上，尽管它的流动很缓慢，然而一段时间，或许是几天，在重力的作用下流体会在地面上铺展开，即就是它的组成微粒位置发生了变化。另外，固体在被施加了足够大的力时也发生“流动”，这种固体就是所谓的可塑固体。尽管如此，固体和流体之间还是存在本质的区别。任何流体，无论它是多么粘稠，在较微小的净剪切力作用下也会流动，尽管很难觉察到。而且，只要存在这样的力，流体就会持续流动。然而，对于固体来说，无论它的塑性大小，只有施加在它上面的净剪切力达到某一极限值时，它才会流动的。施加的力小于该

3、极限值时，该固体层与层之间的只有一定量的移动。层间移动的位置相对于初始位置越大，阻碍移动的阻力也就越大。因此，如果施加一恒定力，达到另外一个状态，在这个状态下，施加的恒定力与层间运动阻力相互平衡，这时不会发生进一步的移动。如果取消施加的力，阻力将会使固体恢复到初始状态。在流体中，阻碍层间运动的阻力只有在流体运动时存在，因此施加的力与剪切阻力间的静平衡不会发生。只要剪切力存在，流体的变形就会不断。如果取消施加的力，剪切运动减弱。由于此时没有力使流体恢复到初始状态，流体仍保持新的状态。流体分为液体和气体。一定量的液体有确定

4、的体积，这种确定的体积随温度和压力的变化有微小的变化。如果盛放液体的容器体积比这种确定的体积大时，液体只占容器的一部分，并且会形成一个分界面将液体从液体蒸汽、空气或存在的任何一种气体中分开。另外，单独放置在容器中的一定量气体将会膨胀，直到充满容器。此时的气体处于平衡状态。根据流体性质分析，液体和气体的这种主要的区别在于，一般情况下，液体很难被压缩，常常被作为不可压缩来处理，而气体很容易被压缩。当气体的体积变化可以忽略时，气体就和液体相似，可以被认为是不可压缩的。如果气体的体积变化不可忽略时，气体的可压缩性就需要考虑在内

5、。在考虑流体上的力作用时，人们可以说明给定流场内流体每个分子的行为，或是考虑一定体积流体的平均分子效应来简化问题。在大多数流体力学问题中，后一种考虑方式是可行的，也就是说流体可以被认为是连续统一体，即一种假想的连续物质。将流体作为连续体的依据是浸入在流体中的物体的物理尺寸和给定体积内的分子数。我们来研究空气通过直径1cm的球体的流动。如果在一远小于该球体的体积里，分子数是足够多的，导致该体积中的平均效果（压力，密度等）或是恒定的或是恒稳的变化，这时连续统一体的假设是成立的。1m3空气在室温、标准大气压下的分子数约是10

6、25。在10-9m3体积中（相当于一个尘粒的大小，远小于球体体积）分子数是106。分子数目是如此之大，以致在微小空间里的平均效应确实是恒定的。另外如果将直径1cm的小球放置在海拔305km处，在这微小空间内只有10-8的机会找到一个分子，所以平均的概念也就失去了意义。在这种情况下，连续统一体的假设是不成立的。因此可以总结连续统一体的假设在流体流动中是成立的，除了极少数的太空情况。1.5流体机械的原理流体机械是一种既可以将流体的能量转化成机械能又可以反过来转化的装置。机械能通常由转轴传递，它可以直接将流体的能量转化成旋转

7、机械能，就是通常说的汽轮机（源自拉丁语的turbo，意思是循环运动），初始的机械运动是发动机或电动机所作的往复运动。将机械能转化成流体的能量的装置称之为泵。当流体涉及到气体时其他的术语也被用到。如增加气体压力的是压缩机；促使空气运动的是风扇或鼓风机。在这种情况下，静压变化很小，通常足够克服运动阻力，因此密度的变化可以忽略，可以认为流体是不可压缩的。这里我们对这些设备的结构外形和实际操作不做详细解释，我们主要关心的是使流体实现能量转化的设备的原理。尽管流体机械有很多种，这里我们将这些设备分成两大类：容积式和旋转式。容积式

8、是靠设备内流体体积的变化来实现能量的转化，如容积式泵和发动机，在这些设备里，活塞在气缸（合理安排阀门确保流体在合乎泵或发动机的方向上流动）中做往复运动。在容积式中还有隔膜泵和齿轮泵，隔膜泵是靠灵活的边界面的变形来实现体积的变化（动物的心脏是个很好的例子），而齿轮泵有两个类似齿轮的转子紧密连接在一起组成一个封闭腔。尽管容积式与水力影