热能与动力工程专业英语全文翻译 最新整理版

第一章热科学基础

工程热力学基础热力学是一门研究能量储存、转换及传递的科学。能量以内能（与温度有关）、动能（由物体运动引起）、势能（由高度引起）和化学能（与化学组成相关）的形式储存。不同形式的能量可以相互转化，而且能量在边界上可以以热和功的形式进行传递。

在热力学中，我们将推导有关能量转化和传递与物性参数，如温度、压强及密度等关系间的方程。因此，在热力学中，物质及其性质变得非常重要。许多热力学方程都是建立在实验观察的基础之上，而且这些实验观察的结果已被整理成数学表达式或定律的形式。其中，热力学第一定律和第二定律应用最为广泛。

热力系统和控制体热力系统是一包围在某一封闭边界内的具有固定质量的物质。系统边界通常是比较明显的（如气缸内气体的固定边界）。然而，系统边界也可以是假想的（如一定质量的流体流经泵时不断变形的边界）。系统之外的所有物质和空间统称外界或环境。热力学主要研究系统与外界或系统与系统之间的相互作用。

系统通过在边界上进行能量传递，从而与外界进行相互作用，但在边界上没有质量交换。当系统与外界间没有能量交换时，这样的系统称为孤立系统。

在许多情况下，当我们只关心空间中有物质流进或流出的某个特定体积时，分析可以得到简化。这样的特定体积称为控制体。例如泵、透平、充气或放气的气球都是控制体的例子。包含控制体的表面称为控制表面。

因此，对于具体的问题，我们必须确定是选取系统作为研究对象有利还是选取控制体作为研究对象有利。如果边界上有质量交换，则选取控制体有利；反之，则应选取系统作为研究对象。

平衡、过程和循环对于某一参考系统，假设系统内各点温度完全相同。当物质内部各点的特性参数均相同且不随时间变化时，则称系统处于热力学平衡状态。当系统边界某部分的温度突然上升时，则系统内的温度将自发地重新分布，直至处处相同。

当系统从一个平衡状态转变为另一个平衡状态时，系统所经历的一系列由中间状态组成的变化历程称为过程。若从一个状态到达另一个状态的过程中，始终无限小地偏离平衡态，则称该过程为准静态过程，可以把其中任一个中间状态看作为平衡状态。准静态过程可近似视为许多过程的叠加结果，而不会显著减小其精确性，例如气体在内燃机内的压缩和膨胀过程。如果系统经历一系列不平衡状态（如燃烧），从一个平衡状态转变为另一个平衡状态，则其过程为非平衡过程。

当系统从一给定的初始状态出发，经历一系列中间过程又回到其初始状态，则称系统经历了一个循环。循环结束时，系统中的各参数又与初始参数相同。

在任一特性参数名称前加上前缀iso-，表示该参数在整个过程保持不变。等温（isothermal）过程中温度保持不变；等压（isobaric）过程中压强恒定；等容（isometric）过程中体积保持不变。

纯物质的气-液相平衡

如图1-1(a)所示，由活塞和气缸组成的装置中装有1kg水。假定活塞和其上的重物使气缸内压强维持在

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，初始温度20℃。当有热量开始传递给水时，缸内水温迅速上升，而比容略有增加，气缸内压强保持恒定不变。当水温达到℃时，如若再增加传热量，水将发生相变，如图1-1(b)所示。也就是说，一部分水开始气化变为蒸汽，在此相变过程中，温度和压强始终保持不变，但比容却有大幅度的增加。当最后一滴液体被气化时，进一步的加热将使蒸汽温度和比容均有所增加，如同1-1(c)所示。

在给定压强下发生气化的温度称为饱和温度，压强称为给定温度下的饱和压强。因此，℃水的饱和压强是，水的饱和温度为℃。

如果某一工质为液态并处于其饱和温度和饱和压强下，则称该液体为饱和液体。如果液体温度低于当前压强下的饱和温度，则称该液体为过冷液体（表明液体的当前温度低于给定压强下的饱和温度）或压缩液体（表明液体的当前压强大于给定温度下的饱和压强）。

若某一工质在饱和温度下以液、气共存的形式存在，则称蒸汽质量与总质量之比为干度。因此，如图1-1(b)

所示，若蒸汽质量为，液体质量为，则其干度为或20%。干度只有在饱和状态下才有意义。若某一工质处于饱和温度下并以蒸汽形态存在，则称该蒸汽为饱和蒸汽（有时称为干饱和蒸汽，意在强

调其干度为100%）。当蒸汽温度高于其饱和温度时，则称之为过热蒸汽。过热蒸汽的压强和温度是彼此独立的，因为温度上升时，压强可能保持不变。

在图1-2所示的温度-比容图上作等压线，表示水由初压、初温20℃被加热的过程。点A代表初始状态，点B为饱和液态（℃），线AB表示液体由初始温度被加热至饱和温度所经历的过程。点C表示饱和蒸汽状态，线BC表示等温过程，即液体气化转变为蒸汽的过程。线CD表示在等压条件下蒸汽被加热至过热的过程，在此过程中，温度和比容均增大。

类似地，线IJKL表示压强为10MPa下的等压线，相应的饱和温度为℃。但是，在压强为条件下（线MNO），不存在等温蒸发过程。相反，点N是个转折点，在该点上，切线斜率为零，通常把N点称为临界点。在临界点处，饱和液体和饱和气体的状态都是相同的。临界点下的温度、压强和比容分别称为临界温度、临界压强和临界比容。一些工质的临界点数据如表1-1所示。

热力学第一定律通常把热力学第一定律称为能量守恒定律。在基础物理课程中，能量守恒定律侧重动能、势能的变化以

及和功之间的相互关系。更为常见的能量守恒形式还包括传热效应和内能的变化。当然，也包括其它形式的能，如静电能、磁场能、应变能和表面能。

历史上，用热力学第一定律来描述循环过程：净传热量等于循环过程中对系统所做的净功。

热力学第二定律热力学第二定律有多种表述形式。在此列举两种：克劳修斯表述和凯尔文-普朗克表述。

克劳修斯表述：制造一台唯一功能是把热量从低温物体传给高温物体的循环设备是不可能的。以冰箱（或热泵）为例，不可能制造一台不用输入功就能把热量从低温物体传给高温物体的冰箱，如图1-3(a)

所示。

凯尔文-普朗克表述：制造一台从单一热源吸热和做功的循环设备是不可能的。

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换句话说，制造这样一台从某一热源吸热并对外做功，而没有与低温热源进行换热的热机是不可能的。因此，该表述说明了不存在工作效率为100%的热机，如图1-3(b)所示。

卡诺循环

卡诺机是低温热源和高温热源间运行效率最高的热机。卡诺机是一个理想热机，利用多个可逆过程组成一循环过程，该循环称为卡诺循环。卡诺机非常有用，因为它的运行效率为任何实际热机最大可能的效率。因此，如果一台实际热机的效率要远低于同样条件下的卡诺机效率，则有可能对该热机进行一些改进以提高其效率。

理想的卡诺循环包括四个可逆过程，如图1-4所示：1→2等温膨胀；2→3绝热可逆膨胀；3→4等温压缩；4→1可逆绝热压缩。卡诺循环的效率为

1T

L

T

H

(1-1)

注意，提高T H（提高吸热温度）或降低T L（降低放热温度）均可使循环效率提高。

朗肯循环

我们所关心的第一类动力循环为电力生产工业所采用的，也就是说，动力循环按这样的方式运行：工质发生相变，由液态变为气态。最简单的蒸汽-动力循环是朗肯循环，如图1-5(a)所示。朗肯循环的一个主要特征是泵耗费很少的功就能把高压水送入锅炉。其可能的缺点为工质在汽机内膨胀做功后，通常进入湿蒸汽区，形成可能损害汽轮机叶片的液滴。

朗肯循环是一个理想循环，其忽略了四个过程中的摩擦损失。这些损失通常很小，在初始分析时可完全忽略。朗肯循环由四个理想过程组成，其T-s图如图1-5(b)所示：1→2为泵内等熵压缩过程；2→3为炉内定压吸热过程；3→4为汽轮机内等熵膨胀做功过程；4→1为凝汽器内定压放热过程。

泵用于提高饱和液体的压强。事实上，状态1和状态2几乎完全一样，因为由2点开始的较高压强下的吸热过程线非常接近饱和曲线，图中仅为了解释说明的需要分别标出。锅炉（也称蒸汽发生器）和凝汽器均为换热器，它们既不需要功也不产生功。

如果忽略动能和势能的变化，输出的净功等于T-s图曲线下面的面积，即图1-5(b)中1-2-3-4-1所包

围的面积，由用热力学第一定律可证明W

net Q

net

。循环过程中工质的吸热量对应面积a-2-3-b-a。因此，朗

肯循环的热效率可表示为

面积12341

面积a 23b a

(1-2)即，热效率等于输出能量除以输入能量（所购能量）。显然，通过增大分子或减小分母均可以提高热效率。这可以通过增大泵出口压强p2，提高锅炉出口温度T3，或降低汽机出口压强p4来实现。

再热循环

对于一个处于高锅炉压强和低凝汽器压强条件下的朗肯循环，显然，很难阻止液滴在汽轮机低压部分的形成。由于大多数金属不能承受600℃以上的高温，因此，通常采用再热循环来防止液滴的形成。再热过程如

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下：经过汽轮机的部分蒸汽在某中间压强下被再热，从而提高蒸汽温度，直至达到状态5，如图1-6所示。然后这部分蒸汽进入汽轮机低压缸，而后进入凝汽器（状态6）。再热循环方式可以控制或者完全消除汽轮机中的湿蒸汽问题，因此，通常汽轮机分成高压缸和低压缸两部分。虽然再热循环不会显著影响循环热效率，但带来了显著的额外的输出功，如图1-6中的面积4-5-6-4-4所示。当然，再热循环需要一笔可观的投资来购置额外的设备，这些设备的使用效果必须通过与多增加的输出功进行经济性分析来判定。如果不采用再热循环来避免液滴的形成，则凝汽器出口压强必须相当地高，因而导致循环热效率较低。在这种意义上，与无再热循环且高凝汽器出口压强的循环相比，再热可以显著提高循环效率。

流体力学基础

流体运动表现出多种不同的运动形式。有些可以简单描述，而其它的则需要完全理解其内在的物理规律。在工程应用中，尽量简单地描述流体运动是非常重要的。简化程度通常取决于对精确度的要求，通常可以接受

±10%左右的误差，而有些工程应用则要求较高的精度。描述运动的一般性方程通常很难求解，因此，工程师有责任了解可以进行哪些简化的假设。当然，这需要丰富的经验，更重要的是要深刻理解流动所涉及的物理内涵。

一些常见的用来简化流动状态的假设是与流体性质有关系的。例如，黏性在某些条件下对流体有显著的影响；而在其它条件下，忽略黏性效应的影响可以大大地简化方程，但并不会显著改变计算结果。众所周知，气体速度很高时必须考虑其压缩性，但在预测风力对建筑物的影响程度，或者预测受风力直接影响的其它物理量时，可以不计空气的压缩性。学完流体运动学之后，可以更明显地看出采用了哪些恰当的假设。这里，将介绍一些重要的用来分析流体力学问题的一般性方法，并简要介绍不同类型的流动。

拉格朗日运动描述和欧拉运动描述描述流场时，将着眼点放在流体质点上是非常方便的。每个质点都包含了微小质量的流体，它由大量分

子组成。质点占据很小的体积，并随流体流动而移动。对不可压缩流体，其体积大小不变，但可能发生形变。对可压缩流体，不但体积发生形变，而且大小也将改变。在上述两种情况下，均将所有质点看作一个整体在流场中运动。

质点力学主要研究单个质点，质点运动是时间的函数。任一质点的位移、速度和加速度可表示为s(x0,y0,z0,t)，V(x0,y0,z0,t)，a(x0,y0,z0,t)，其它相关参量也可计算。坐标(x0,y0,z0)表示质点的起始位置，也是每个质点的名字。这就是拉格朗日运动描述，以约瑟夫Ｌ拉格朗日的名字命名，该描述方法通常用于质点动力学分析。拉格朗日法跟踪多个质点的运动过程并考虑质点间的相互作用。然而，由于实际流体包含质点数目巨大，因而采

用拉格朗日法研究流体流动则非常困难。与分别跟踪每个流体质点不同的另一种方法是将着眼点放在空间点上，然后观察质点经过每个空间点时

的质点速度，由此可以得到质点流经各空间点时的速度变化率，即V/x，V/y，V/z；还可以判断某一点上的速度是否随时间变化，即计算V/t。这种描述方法称为欧拉运动描述，以莱昂哈德欧拉的名字命名。在欧拉法中，速度等流动参数是空间和时间的函数。在直角笛卡儿坐标系中，速度表示为V=V(x,y,z,t)。我们所研究的流动区域称为流场。

迹线和流线

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可采用两种不同的流动线来帮助我们描述流场。迹线是某一给定质点在流场中运动时所经过的不同空间点形成的轨迹，它记录了质点的“历史”位置。一定曝光时间下可以拍得发亮粒子的运动迹线。

流线是流场中具有这样特性的线：任一质点在流线上某点处的速度矢量与该流线相切，即V d r=0。这是因为V和d r具有相同的方向，而具有相同方向的两个矢量的叉乘积等于零。同迹线相比，流线不能直接由相机拍摄获得。对于一般的非定常流动，根据大量质点的短迹线相片可以推断出流线的形状。

一维、二维和三维流动

一般来说，欧拉运动描述中的速度矢量取决于三个空间变量和时间变量，即V=V(x,y,z,t)。这样的流动称为三维流动，因为速度矢量依赖于三个空间坐标。三维流动的求解非常困难，并且也超出了序言的范围。即使假设流动为定常的（如，V=V(x,y,z)），该流动仍为三维流动。

三维流动常常可以近似成二维流动。例如，对于一个很宽的大坝，受坝两端条件的影响，水流经大坝时的流动为三维流动；但远离坝端的中间部分的流动可看作是二维的。一般来说，二维流动是指其速度矢量只取决于两个空间坐标的流动。平面流动即是如此，速度矢量只依赖于x，y两个空间坐标，而与z坐标无关（如，V=V(x,y)）。

一维流动的速度矢量只依赖于一个空间坐标。这类流动常发生在长直管内和平行平板间。管内流动的速度只随到管轴的距离变化，即u=u(r)。平行平板间的速度也只与y坐标有关，即u=u(y)。即使流动为非定常流动，如启动时的情形，u=u(y,t)，但该流动仍是一维的。

对于完全发展的流动，其速度轮廓线并不随流动方向上的空间坐标而改变。这要求研究区域要远离入口处或几何形状突然改变的区域。有许多流体力学方面的工程问题，其流场可以简化为均匀流动：速度和其它流体特性参数在整个区域内均为常数。这种简化只对速度在整个区域内均保持不变时才成立，而且这种情况非常普遍。例如：管内的高速流动和溪水的流动。平均速度可能从一个断面到另一个断面有所不同，而流动条件仅取决于流动方向上的空间变量。

牛顿流体和非牛顿流体牛顿流体是指应力与变形率关系曲线为过坐标圆点的直线的流体。直线的斜率称为黏度。

用τ=μd u/d y这个

简单的关系式来描述牛顿流体的特性。τ为流体施加的切向应力，μ为流体的动力黏度，d u/d y为垂直于切应力方向上的速度梯度。

如果流体不满足上述关系式，则被称为非牛顿流体，它包括以下几种类型：聚合物溶液、聚合物熔体、固体悬浮物和高黏度流体。在非牛顿流体中，切向应力和变形率成非线性关系，甚至可能是非定常的，因此不能定义恒定的黏度系数。但可以定义切向应力和变形率的比值(或随切向应力变化的黏度)，这个概念对不具有时间相关性行为的流体非常有用。

黏性和非黏性流动流体的流动可大致分为黏性流动和非黏性流动。非黏性流动是指黏性作用对流动的影响很小、可被忽略的

流动。而在黏性流动中，黏度的影响极为重要，不容忽视。

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为了模拟分析非黏性流动，简单地让黏度为零即可，这显然忽略了一切黏性作用。在实验室中，制造非黏性流动则非常困难，因为所有的流体（例如水和空气）都有黏性。然后问题变为：是否存在我们感兴趣的、且黏性影响微乎其微的流动答案是：“存在，只要流动中的切向应力很小，而且其作用范围小到不会显著影响流场就可以”。当然，这种描述非常笼统，需要大量的分析以证明无黏性流动假设是正确的。

根据经验，发现可以用于模拟非黏性流动的基本流动为外部流动，即存在于物体外部的流动。非黏性流动对于绕流线型物体的研究非常重要，如绕流机翼或水翼。任何可能存在的黏性影响只限于薄薄的一层之内，称之为边界层，它紧贴物体的表面，如图1-7所示。受黏性的影响，边界层内固定壁面处的速度始终为零。对于许多流动情形，边界层非常薄，当研究绕流线型流动的总体特征时，可以忽略边界层的影响。例如，对绕翼型的流动，除了边界层内和可能接近尾缘的区域之外，非黏性流动解与实际情况非常吻合。管道系统中收缩段的流动，以及内部流动中黏性影响均可忽略不计的小段区域都可简化成非黏性流动。

内流中的很大一部分情形都属于黏性流动，如管道流、暗渠流以及明渠流。在这些流动中，黏性作用造成相当大的“损失”，以此解释了管道输运石油和天然气必定耗费大量的能源。无滑移条件使得壁面处的速度为零，由此产生的切应力，直接导致这些损失的产生。

层流和紊流黏性流动可分为层流和紊流。在层流中，流体与周围流体质点无明显的混合。如果在流动中注入染料，除

了分子运动的影响外，流体质点不与周围流体混合，并将在相当长的一段时间内保持其状态。黏性切应力始终影响层流流动。层流可以是高度非定常的，也可以是定常的。

在紊流中，流体运动作不规则地变化，速度和压强等参数的大小在时间和空间坐标上呈现随机变化，这些物理量往往通过统计平均值来描述。在这个意义上，可定义“定常”紊流：即时均值不随时间变化的紊流。注入紊流中的染料在流体质点随机运动的作用下，迅速与周围流体进行掺混，染料在此扩散过程中很快就会消散而变得无法识别。层流和紊流可用一个水龙头进行简单实验来观察其流动状态。打开水龙头，这时的水流正如静静的小溪一样，流动得非常缓慢，此时的流动状态就是层流；慢慢开大水龙头，观察到流动逐渐变得紊乱。注意，紊流从相对较小的流量下开始发展而成。

流动状态依赖于三个描述流动条件的物理参数。第一个参数是流场的特征长度，如边界层厚度或管道直径。如果这个特征长度尺度足够大，流动中的扰动可能会逐渐增大，从而使得流动转变为紊流。第二个参数是特征速度，如空间平均流速，足够大的流速将导致紊流的产生。第三个参数是运动黏度，流体的黏性越小，紊流的可能性越大。

上述三个参数可以整理成一个参数，用于预测流动状态。这个参数就是雷诺数，以奥斯本雷诺的名字命名，该参数为无量纲参数，定义为Re=VL/，式中，L和V分别为特征长度和特征速度，为运动黏度。例如，在管道流中，L为管径，V为平均速度。如果雷诺数相对较小，流动为层流；如果雷诺数较大，则为紊流。通过定义临界雷诺数Re crit，可更加精确地进行表述，当Re

Re crit≈2000，这也是最低的临界雷诺数，并适用于大多数工程应用。如果管壁极为光滑且无振动，由于流动中脉动水平的减

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RT

弱而使临界雷诺数可能增大，曾经实测到40000以上的临界值。采用不同的特征尺寸计算所得临界雷诺数将有所不同，例如，用平均速度和平板之间的距离计算得到的平行板间流动的临界雷诺数为1500。

对于平板上的边界层，由于来流为均匀来流，其特征长度随到前缘点的距离x 而变化。计算雷诺数时采用长

度x 作为特征长度。在某一特定的x T 下，Re 变为Re crit ，流动从层流过渡到紊流。处于均匀流中的光滑刚性

平板，且自由来流的脉动水平较低时，已观测到的临界雷诺数高达106。在大多数工程应用中，通常假设壁面为

粗糙壁面，或者自由来流的脉动水平较高时，相应的临界雷诺数约为3×105。

不可压缩和可压缩流动

如果任一流体质点在通过流场时密度保持相对恒定，即D /D t =0，则该流动为不可压缩流动。这并不要求各

处的密度值均相等。如果流场中各处的密度值均相等，则很明显，流动是不可压缩的，但那是一种更加严格的情

况。密度发生变化的不可压缩流动的例子有大气流动，

=(z )，z 为垂直方向的坐标，以及江河流入海洋时淡水与盐水相邻的分层流动。

除液体流动之外，低速气体流动也被视为不可压缩流动，例如上文提到的大气流动。马赫数，以厄恩斯特

马赫的名字命名，定义为M =V /c ，V 是气体流速，波的传播速度为c 。如果M ＜，密度的最大变化为

3%，此时流动可认为不可压缩的；对于标准状态下的大气，这种情况对应的气体流速低于100m/s 。如果M

＞，密度的变化将影响流动，则必须考虑流体压缩性带来的影响，这样的流动就是可压缩流动。不可压缩的气

体流动包括大气流动、商用飞机着陆和起飞时的气体流动、供暖和空调系统中的气流、绕流 汽车周围的流动、通过散热器的气流以及绕流建筑物的气体流动等等，不胜枚举。可压缩流动包括高速飞行器周

围的气体流动，通过喷气式发动机的气体流动，电站中通过汽轮机的蒸汽流动，压缩机中的气体流动以及内燃机

中空气和燃气混合物的流动。

传热学基础传热学是一门研究在存在温差的物体间发生能量传递的科学。热力学中将这种方式传递的能量定义为

热量。

传热学不仅可以解释热量传递是如何传递的，而且可以计算在特定条件下的传热速率。事实上，传热速率正是一个分析所期望的目标，它指明了传热学和热力学间的差别。热力学处理的是平衡状态下的系统，它可计算当系统

从一个平衡状态过渡到另一个平衡状态时所需要的能量，但不能解决系统处于过渡过程的非平衡状态时能量变化

的快慢程度。传热学提供了可用于计算传热速率的实验关联式，从而对热力学第一定律和第二定律进行补充。这

里，我们介绍热量传递的三种方式和不同型式的换热器。 热传导

当物体内部存在温度梯度时，经验表明，就有能量从高温区向低温区传递。我们说，此时的能量通过传导

进行传递，单位面积上的传热速率与法向温度梯度成正比，即q /A ~T /x 。引入比例系数，则有

q

A T x (1-3) 其中q 是热流量，T /x 是热流方向上的温度梯度，正常数称为材料的导热系数。方程中插入的负号表示热传

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导过程应满足热力学第二定律，即热量必须沿温度降低的方向传递。式(1-3)称为傅立叶导热定律，以法国数理学家约瑟夫傅立叶的名字命名，傅立叶在导热的分析处理方面做出了极其重大的贡献。值得注意的是，式(1-3)也是导热系数的定义式，在典型的单位体系中，当热流量q的单位为W 时，的单位为W/(m℃)。

对流换热

众所周知，与热金属板放置在静止的空气中相比，放置在转动的风扇前的热金属板会更快地冷却。我们说热量通过对流进行传递，称此类换热过程为对流换热。对流这个术语给读者提供了有关传热过程的直观概念，然而，必须扩展这种直观概念，使我们可以达到对某一问题进行充分的分析和处理。例如，我们知道流过热平板的空气速度会明显影响其传热量，但它是以线性方式影响冷却的吗即如果速度增加一倍，传热量也会增加一倍吗我们猜想，如果用水代替空气冷却热平板，传热量可能有所不同，但是，二者的差异会有多少呢这些问题在了解一些非常基本的分析后，可得以回答。现在，我们来简要描述对流换热的物理机理，并且说明它和传导过程的联系。

被加热的平板如图1-8所示，平板的温度为T w，流体的温度为T∞。速度分布如图所示，受黏性作用，平板上的速度减小为零。因为壁面处流动薄层的速度为零，因此，在该点上热量只能以导热方式传递。因此，可以利用式(1-3)，以及壁面上的流体导热系数和温度梯度来计算传热量。如果热量在该层经导热传递，那么，为什么我们要谈及对流换热以及需要考虑流体速度的影响呢答案是，温度梯度依赖于流体带走热量的速度，较高

的流速将产生较大的温度梯度。因此，壁面上的温度梯度依赖于流场的变化，在以后的分析中，我们将建立这二者间的关系。然而，必须记住，壁面上传热的物理机理是一导热过程。

为描述对流换热的整体效应，应用牛顿冷却定律

T)(1-4)

q hA(T

w

这里，热流量与壁面和流体间的整体温度差以及表面积A有关。参数h称为对流换热系数，式(1-4)是其定义式。对某些传热过程，可获得h的分析表达式，而复杂情形下的传热系数必须通过实验研究来确定。式(1-4)表明，当热流量的单位为W时，h的单位为W/(m 2℃)。

如果将热平板置于没有外部风源的房间空气中，平板附近的密度梯度将造成空气运动。我们称此换热过程为自然对流，以区别于风扇吹扫平板表面时形成的强制对流。沸腾和凝结现象也属于对流换热的范畴。

辐射换热

对于导热和对流换热，其热量传递需要介质才得以进行，与此不同的是，热量也可以在完全真空中传递，其传热机理是电磁辐射。我们将讨论限定在由温差导致的电磁辐射，即所谓的热辐射。

热力学研究表明，对于理想的热辐射体或黑体，其辐射力正比于物体绝对温度的四次方及其表面积，因此

有

4

AT(1-5)

q

emitted

式中，为比例系数，称为斯忒藩－玻耳兹曼常数，其值为×10-8W/(m2·K4)。式(1-5)称为热辐射的斯忒藩

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4

－玻耳兹曼定律，该式仅适用于黑体。值得注意的是，该表达式仅适用于热辐射，其它类型的电磁辐射要比该式

复杂得多。

式(1-5)只能用于确定单个黑体的辐射能。两个表面间的净辐射换热量与其绝对温度四次方的差成正比，即 q netexchange

4 4 (T 1 A T 2) (1-6)

我们已经提到，黑体是按四次方定律辐射能量的物体。因其黑色的表面我们称之为黑体，如覆盖炭黑的金

属片，就近似具有这种辐射特性。其它类型的表面，如有光泽的漆面或抛光的金属板，并不具有黑体那样大的辐

射力，然而，这些物体的辐射力仍大致与T 1成正比。为了考虑这些表面的“灰”特性，在式(1-5)引入另一个参

数，称为发射率ε，发射率将这些“灰”表面的辐射与理想黑体的表面辐射联系起来。此外，我们必须考虑这样

一个事实，并非一个表面发出的所有辐射都可以到达到另一个表面，因为电磁辐射是沿直线传播的，将有部分能

量散失到周围环境中。因此，考虑到这两种情况，式(1-5)引入另外两个新的参数，则有

(4 4) q F F G

AT 1 T 2 (1-7)

式中，F ε是发射率函数，F G 是几何角系数。此时，值得提醒读者的是，式(1-7)中的这两个函数通常并不是相互

独立的。

换热器的类型最简单的换热器是由两个不同直径的同心圆管组成，称为套管式换热器。套管换热器中的一种流体

流经细

管，另一种流体流经两管间的环形区域。套管换热器中包括两种不同类型的流动方式：一种为顺流，即冷、热流

体从同一端进入换热器，并沿同一方向流动；另一种为逆流，即冷、热流体从相反的两端进入换热器，且沿相反

方向流动。

另一类换热器，被专门设计成单位体积内有很大的换热面积，称为紧凑式换热器。换热器的换热面积与其体

积之比称为面积密度β。β＞700m 2/m 3的换热器归为紧凑式换热器。例如汽车散热器（β≈1000m 2/m 3）、燃气轮

机中的玻璃陶瓷换热器（β≈6000m 2/m 3）、斯特林机的回热器（β≈15,000m 2/m 3）以及人的肺部（β≈20,000m 2/m 3）。

紧凑式换热器能实现小容积内两种流体的高换热率，通常用于换热器重量和容积受到严格限制的场合。

紧凑式换热器通过在分离两种流体的壁面上附加间隔紧密的薄板或波纹翅片来扩展其表面。紧凑式换热器通常

用于气－气和气－液（或液－气）换热器，通过增加传热面积来抵消气侧低传热系数所带来的影响。例如，汽车

散热器是水－气紧凑式换热器的典型例子，通常管子气侧表面装有翅片。

工业应用中最常见的换热器也许是管壳式换热器，如图1-9所示。管壳式换热器外壳里封装有大量的管束

（有时为数百根），其轴线与外壳轴线平行。当一种流体在管内流动，另一种流体在管外流动并穿过壳体时，就

进行了热交换。壳内通常布置有挡板，用于使壳侧流体沿壳流动以强化传热，并保持均匀的管间距。虽然管壳式

换热器应用广泛，但因其相对较大的尺寸和重量，因而并不适用于汽车和航空器领域。注意，管壳式换热器的管

束两侧开口处的较大流动区域称为封头，它位于壳体两端，管侧流体流入、流出管子前后都在此汇集。

管壳式换热器依据所含管程和壳程的数目可进一步分类。例如，换热器壳内的所有管束采用一个U 型布置

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的称为单壳程双管程换热器（1-2型换热器）。同样地，含有双壳程和四管程的换热器叫做双壳程－四管程型换热器（2-4型换热器）。

一种广泛使用的新型换热器是板翅式（或板式）换热器，它由一系列平板组成，并形成波纹状的流动通道。冷、热流体在间隔的每个通道中流动，每一股冷流体被两股热流体所包围，因此换热效果非常好。此外，板式换热器可通过简单添加更多的平板来满足增强换热的需求。该类型换热器非常适用于液－液式换热场合，但需要冷、热液流的压强大致相等。

另一类冷、热流体交替通过同一流动面积的换热器为蓄热式换热器。静态型蓄热式换热器基本上由多孔介质组成，其热容量大，如陶瓷铁丝网。冷、热流体交替地流经这些多孔介质，热量先由流过的高温流体传递到换热器的换热基体，再由基体传递给接着流过的低温流体。因此，基体充当了临时储热介质的作用。动态型蓄热式换热器内有转筒，冷、热流体连续流动通过转筒的不同部分，使得转筒的任一部分周期性地通过热流体，存储热量，再通过冷流体，释放存储的热量。转筒作为热量从热流体传递到冷流体的媒介。

换热器往往被赋予特定的名称来反映它们的特定用途。例如，冷凝器是流体流经它时会发生冷却凝结的一种换热器。锅炉是另一类换热器，流体在其内吸热并汽化。空间辐射器是以辐射方式将热流体的热量传递到周围空间的换热器。

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第二章锅炉

简介SSC

锅炉利用热量使水转变成蒸汽以进行各种利用。其中主要是发电和工业供热。由于蒸汽具有有利的参数和无毒特性，因此蒸汽作为一种关键的工质（资源）被广泛地应用。蒸汽流量和运行参数的变化很大：从某一过程里1000磅/小时（s）到大型电厂超过10×106磅/小时

（1260kg/s），压力从一些加热应用的磅/in2（）212F（100℃）到先进循环电厂的

4500磅/in2（310bar）1100F（593℃）。现代锅炉可根据不同的标准分类。这些包括最终用途、燃烧方式、运行压力、燃料和循环

方式。

大型中心电站的电站锅炉主要用来发电。它们经过优化设计，可达到最高的热效率。新机组的关键特性是利用再热器提高整个循环效率。

各种附加的系统也产生蒸汽用于发电及其他过程应用。这些系统常常利用廉价或免费燃料，联合动力循环和过程，以及余热回收，以减少总费用。这些例子包括：

燃气轮机联合循环（CC）：先进的燃气轮机，将余热锅炉作为基本循环的一部分，以利用余热并提高热效率。

整体煤气化联合循环（IGCC）：在CC基础上增加煤气化炉，以降低燃料费用并将污染排放降到最低。

增压循环流化床燃烧（PFBC）：在更高压力下燃烧，包括燃气净化，以及燃烧产物膨胀并通过燃气轮机做功。高炉排烟热量回收：利用高炉余热产生蒸汽。

太阳能蒸汽发生器：利用集热器收集太阳辐射热产生蒸汽。

现代660MW燃煤锅炉有大约6000吨的压力部件，包括500千米的受热面管材，千米连接管

与联箱和30000个管接头焊口。

这是经过大约50年发展的结果，并形成了煤粉在具有蒸发管束的炉膛燃烧，烟气然后流经对流过热器和热回收表面的基本概念并保留至今。蒸汽参数的提高，机组容量的增大及燃料燃烧特性的改进都要求在材料、制造技术和运行程序上相应发展。二战后的一些年里，在电厂安装锅炉的数量多于汽轮机是很常见的，锅炉提供蒸汽到母管然后到汽机。这种布置反应了锅炉的可用性低于汽轮机。四十年代后期，随着锅炉可用性的提高，锅炉和汽机开始可以相互配套使用。锅炉和汽机成套的变化使得再热成为可行，而且伴随着高温钢材的应用，经过蒸汽参数的不断提高，达到了当前的标准循环2400lbf/in2，568℃和再热568℃。为充分利用更高的蒸汽参数和获得经济容量，在接下来的15年，机组容量又增加了20倍。

燃料与燃烧大部分锅炉以煤、天然气和石油作为燃料。然而，在过去的几十年里，至少在发电领域核

能开始扮演一个主要角色。同样，不断增加的各种生物质和过程副产品也成为蒸汽生产的热源。这些包括泥煤、木材及木材废弃物、稻草、咖啡渣、稻谷壳、煤矿废弃物（煤屑）、炼钢炉废热甚至太阳能。

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现代美国中心电站用燃料主要是煤，或是烟煤、次烟煤或是褐煤。虽然天然气和燃油也许是未来化石燃料电厂的燃料选择，但煤仍然是今后新的，基本负荷电站锅炉的主要燃料。

煤的分类

由于煤是一种不均匀的物质，且其组成和特性变动很大，所以建立煤的分类系统是很必要的。中国煤的性质如表2-1所示。以煤阶进行煤的分类是典型的做法。这表现为煤化程度的大小：从褐煤到贫煤、烟煤以及无烟煤。煤阶表明了煤的地质历史和主要特性。现在美国应用的煤分类标准是由美国材料试验学会（ASTM）建立的。其分类是通过煤的工业分析所确定的挥

发分和固定碳的含量以及煤的发热量作为分类标准。这套系统目的在于确定煤的商业使用价

值，并提供关于煤燃烧特性的基本信息。

燃烧系统锅炉内化石燃料燃烧以产生蒸汽的技术已成熟多年。然而，在过去的二十多年中，为了将大气排放和污染降到可行的最低程度，燃烧技术得到了很大程度的提高。

油燃烧系统所有的电站锅炉都燃用油，在燃煤锅炉中点燃煤粉，在煤进入炉膛之前加热炉膛并升压，而在燃油锅炉中则作为主要负荷燃料。一般地，燃油都是粘度在3500sec到6500sec的残渣燃料油。为了有效的燃烧，这些油必须被加热到120~130℃并被良好地分散或雾化成很小的微滴燃用渣油，要比一般的馏分油（柴油，汽油等）便宜，但又带来一些问题：酸性污染物和粉尘的排放。酸性污染问题是由石油中的硫产生的，硫分的含量有时可高达3%。在20世纪60年代早期，人们对油燃烧器设计进行了深入研究和开发，目的在于解决燃油的排放问题。由此诞生了一种油燃烧器——“标准燃烧器”，它可以在非常低的过量空气系数下减少碳排放。为保证锅炉中每个燃烧器获得同样多的空气也做了大量的工作。目前油燃烧过量空气系数运行水平为2%。

煤燃烧系统煤燃烧器的发展模式同油燃烧器类似，而且重点放在准确控制每只燃烧器煤和油的供给量。实际中所有的燃煤锅炉都是燃烧煤粉（由磨煤机生产），这些煤粉经过很好的粉碎，然后由空气流

（一次风）送入燃烧器。同以前相比，在流动平衡上的设计成果现在已能使锅炉在较低的过量空气水平下运行，并在不增加飞灰含碳量水平的情况下提高了总的效率煤燃烧系统部件的布置必须根据经济因素和煤的性质来确定。作为整个燃烧系统设计的性能参数，煤粉细度、磨煤机出口温度、空煤比等都必须达到要求。

低NOx燃烧系统

影响NOx生成的因素包括燃料含氮量、火焰峰值温度、火焰中的可用氧量以及气流在锅炉系统中的停留时间。当煤进入炉膛其化学结构被破坏时，一些煤中的化合氮就作为挥发分被释放出来。由大气中的氮生成的一氧化氮即“热力型NOx”可以通过减少烟气在高温区域的停留时间而得到控制，这样就会控制燃烧阶段中可用氧量，最后生成的是无害氮而不是NOx。因为煤在燃烧区的燃烧需要一定的过量氧气以便使所有的碳燃尽，且不含氮的煤是难以获得的，因此NOx的减少必须依靠锅炉和燃烧器的设计来完成。

天然气燃烧系统天然气曾经作为电厂主要燃料。然而一些年来，没有太多的天然气可供电厂使用，并且人们没有正视这样的事实，即天然气作为一种优质燃料将会重新得到大量应用。

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丙烷常常作为一种点火剂，广泛地应用于燃油锅炉和燃煤锅炉中的油燃烧器。

流化床燃烧

流化床燃烧是煤粉燃烧方式的一种，采用这种燃烧方式时煤在空气中的燃烧发生在流化床中，典型的是循环流化床。循环流化床最适合于燃烧低成本废弃燃料、低品质或低热量煤。将煤粒和石灰石投入到床中，石灰石在床内煅烧成石灰。流化床中主要是石灰和少量的煤，煤焦在其中循环。运行中的床温很低，只有427℃(800℉)，在这个温度下的热力学环境有利于减少NOx的形成和捕集SO2，使之与CaO反应生成CaSO4。对于煤燃烧，蒸汽循环可以是亚临界，也可能是超临界，它们具有相近的发电效率。循环流化床技术的最大的优点是它在床中捕捉SO2的能力和它对煤质的广泛适应性，其中包括低热量煤、高灰分煤和低挥发分煤，并且在运行中可以改变煤种。循环流化床锅炉适合与生物质共燃，最近就新建了几台燃烧褐煤的循环流化床机组。

如图2-1所示，目前最常用的流化床技术是循环流化床燃烧技术。煤和煤焦燃烧的同时，空气

携带煤、煤焦、煤灰和脱硫剂通过炉膛。固体材料通过旋风分离器从烟气中分离出来，然后通

过对流烟道部分，烟气把热量传给炉管以产生高压蒸汽。另一部分蒸汽是由流化床中的高温

固体在返回炉膛前放出热量产生的。炉膛内固体快速运动会引起过量的磨损，因此炉膛底部不安装炉管。通过低燃烧温度和空气分级燃烧来控制NOx的生成。SOx排放通过床中石灰脱硫剂控

制。这些为烟气净化节省了大笔的投资，但是低的SOx排放需要燃烧低硫分煤，并且NOx的排放受燃烧反应的限制。极低的排放需要额外的烟气净化设备，同时会增加相应的维护成本。在中国最大的流化床锅炉是330MWe，设计最大的锅炉是600MWe，但是还没有投建。

制粉系统煤粉制备与煤粉燃烧技术的发展是同步的。为了使煤在炉膛中有效燃烧，煤在离开燃烧器时必须被粉碎到一定的大小，这样才能迅速燃烧，这就意味着煤必须被加工成小颗粒，才能被迅速加热到着火温度并和空气良好混合。

磨煤机的工作就是把煤磨碎到符合上述要求的合适的大小。较早的系统使用筒式球磨机磨

煤粉，并且在燃烧前利用储仓暂时储存煤粉。如果对该技术进行改进，去掉中间储仓而将从磨

煤机出来的煤粉直接送去燃烧，就会对磨煤机的可靠性有很高的要求。正压制粉系统中，提供煤粉输送介质的一次风机位于磨煤机前，因而它运送的是清洁空气，不会像排粉风机一样受到侵蚀磨损。这是正压磨煤系统的主要优点。然而，磨煤机需要由单独风机提供高于磨煤机内部压力的密封空气。正压磨煤机的一个缺点是它必须完全由空气密封以避免煤粉泄露到大气中。

相对来说，负压磨煤机的密封标准并不需要这样高，但也不允许漏入过多空气，因为冷空气难以干燥湿煤。这种方式泄露的空气量也无法测量，如果达到高的空/煤比，遇到明火则可能发

生爆炸。

中速磨磨辊在一层耐磨层上滚动，通过移动的磨盘把煤压碎。磨辊的运动引起煤粒间的相互运动同时磨辊的压力在煤粒间形成压力负荷。一定压力下在煤粒层上的运动引起摩擦（煤粒依靠摩擦力破碎），这就是磨煤机的工作原理。耐磨层具有缓冲作用，虽然降低了磨的效率，但也大大降低了磨辊的磨损。当磨煤区的工作面间距离很近时，比如到了一个颗粒大小，三个部件（磨辊，颗粒，磨盘）间的磨损就会大大增加，磨损速率会是正常磨煤机的100倍。当带有石英的石头尺寸等于或大于磨层厚度时，也会在运行中发生三部件接触的磨损。

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随着磨煤的进行，为了防止过度磨制和降低能耗及磨损，磨好的煤粉从磨煤机中排出。图2-2是MPS型中速磨的示意图，显示了中速磨煤机的基本组成。在磨煤机下部有一个转动的台面，称为辊胎的辊子在台面上滚动。

原煤由上部的磨煤机给入，然后在磨辊和转动的磨盘间经过，磨辊下的煤就被磨碎了。离

心力加上磨辊对煤层的沉降力共同作用，将部分磨好的煤粉挤出磨盘边缘，由上升的空气流流

化并携带这些煤粉。空气进入点一般称为进风环，喷嘴环或者喉部。上升的空气流与煤粒混合

在进风环上面产生流化的颗粒床。空气的流速很低，以至于只能携带少部分的煤粒通过床层过滤。空气和煤粒离开流化床形成了第一步的分离。预热的空气同时干燥煤粉以保证煤粉的有效燃烧。立式中速磨是有效的干燥装置。即使煤中水分到40%也能在中速磨中很好地得到干

燥，干燥水分再高些的煤粉也是可能的，但是需要的一次风温度则要求使用特殊材料，并且增

加了磨煤机着火的可能。实际运行的水分最大值是40%（质量），此时要求一次风温高达

750℉。

空气煤粉向上流动时，由于流动面积增大使流动速度降低，大粒径的煤粒就会回落到磨盘上。最后的煤粉分离采用磨煤机上部的粗粉分离器，粗粉分离器是利用离心力的分离装置。风粉混合物以一定角度进入，从而发生旋转并产生离心力。粗一点的煤粉冲击到分离器的周边，不再保持悬浮状态而回落到磨盘上。风粉混合物中的细煤粉颗粒保持悬浮状态，并最终上升进入煤粉管。

低速磨

筒式钢球磨是现在仍在使用的最早的磨煤机。它是一个卧式的筒体，里面装有小直径的钢球。筒体内衬耐磨材料以加强球的滚动，球占筒体总容积的25%到30%。转速取离心力可以克服重力时速度的80%，这样可以使钢球贴在筒体的内壁上。通过筒体转动时钢球的碰撞来实现煤粉的磨制。筒式钢球磨有单进单出和双进双出两种。对于单进单出型，空气和煤从一端进入从另一端流出。双进双出型磨煤机是空气和原煤从两端进入，磨好的干燥的煤粉从两端流出。对于这两种类型，粗粉分离器布置于磨煤机的外部，粒径过大的粗粉被送回到磨煤机与原煤混合。筒式钢球磨不具有类似立式磨的流化床特点，同时由于空气和煤粉的混合不均匀限制了干燥能力。如果筒式钢球磨要磨的煤中水分高于20%，就必须使用辅助的干燥装置，比如破碎干燥机。对新建锅炉来说，中速磨已经大量的取代了筒式钢球磨。相对于中速磨，筒式钢球磨往往需要大的建筑空间和较高的能耗。同时，筒式钢球磨难于控制且有较高的磨损速度。但是，筒式钢球磨能很好的适应极具磨损作用的、低水分的难磨燃料，比如石油焦。煤在其中较长的停留时间可以实现有效的磨制。

制粉系统磨煤机只是庞大的制粉系统的一部分，制粉系统一般有直吹式和中储式两种。在直吹式系统中，从磨煤机出来的煤粉直接参与燃烧过程，同时参与的还有空气、水蒸汽和通入磨煤机的热能。中储式系统把煤粉从空气、水蒸汽和通入磨煤机的能量中分离开再去燃烧。储仓中的煤粉由新的一次风输送到燃烧设备。目前生产蒸汽的过程中很少采用中储式制粉系统，但是很多特殊的场合仍然需要，比如煤气化和高炉投煤。目前在美国运行的中速磨大约有1000台，其中99%以上的是直吹式系统。

直吹式系统的主要部件有：

(1)给煤机，通过煤仓调节进入磨煤机的给煤量。

(2)热源，用来预热干燥煤粉的一次风

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(3)一次风机，典型的情况是作为鼓风机布置于磨煤机之前（正压系统），或作为排粉风机

位于磨煤机之后（负压系统）

(4)磨煤机，作为正压系统或负压系统的主体部分。

(5)管路，把煤和一次风从磨煤机输送到燃烧器

(6)燃烧器，混合煤粉和平衡燃烧空气

(7)控制和调节装置根据工程的经济性，以上部件可以按照不同的形式布置。在正压系统中，需要做出选择，是采用热一次风风机（每个磨一个风机），还是采用冷风风机（布置在特定的空气加热器前面）。热风输送系统初始投资费用较低，因为不需要特定的空气加热器。对大型机组而言，冷风风机系统具有较低的运行费用，可以补偿较高的初始投资。中速磨这个术语是指空气引入到磨煤机中作为一次风用来干燥和输送煤粉。一次风的控制对制粉系统的正常运行是非常重要的。不管是直吹式还是中储式制粉系统，也不管采用热风还是冷风风机系统都需要普遍的控制。必须控制一次风量和磨煤机出口温度，这个控制由三个相互联系的节气阀来实现。其中的两个是热和冷的节气阀，用来调节磨煤机的空气温度，这些节气阀通常是相互关联的，从而保证一个开启另一个则关闭。第三个节气阀是独立的，用来控制空气容积。一些生产商只采用两个节气阀，但是缺乏稳定性，而变负荷时的低反应能力抵消了初投资的减少带来的好处。

炉膛

炉膛是一个四周封闭的开口大空间，燃料在其中燃烧，产生的烟气在进入对流烟道前得到冷却。离开炉膛进入管束的烟气温度过高则会导致烟尘微粒沉积在管壁上或使金属管壁超温。燃料和燃烧设备的类型对炉膛的几何形状和尺寸影响很大。在这种情况下，磨细的煤粉被送入炉膛悬浮燃烧。燃烧产物上升穿过炉膛上部。过热器、再热器和省煤器等受热面被特定布置于锅炉围墙内部的水平或垂直烟道内（对流烟道）。在现代蒸汽发生器中，炉膛和对流烟道的炉墙是由碳钢或低合金钢的汽冷或水冷壁组成，以维持炉墙的金属温度在允许的范围内。这些管子在顶部和底部由联箱或母管连接在一起。这些联箱用来分配或收集水、蒸汽或汽水混合物。在最现代化的机组中，炉墙管道也作为主要的产生蒸汽的部件或受热面。这些管子用钢条焊接在一起，组成气密的、连续的、刚性的膜式墙。这些管道通常预制成可装运的膜板，并且板上留有燃烧器口、观察孔、吹灰器口（锅炉清洁设备）和燃气喷入口。

过热器和再热器

过热器和再热器被专门设计成顺列管束，用来提高饱和蒸汽的温度。一般形式下，它们是简单的单相换热器，蒸汽在管道内流动，烟气从外面经过，通常二者是交叉流动。由于其较高的运行温度，这些关键的部件一般用合金钢制造。典型的布置通常有利于控制出口蒸汽的温度，保持金属温度低于其可接受的极限和控制蒸汽流动的压力损失。

过热器和再热器的主要区别是蒸汽压力。在典型的汽包锅炉中，过热器的出口压力为2700psi（186bar），而再热器的出口压力为580psi（40bar）。受热面的结构设计和布置取决于所要求的出口温度、吸热量、燃料的灰分特性和清洁设备。这些受热面可以呈水平或垂直布置。过热器和有的再热器经常被分为几段以利于控制蒸汽温度和优化热量回收。

过热器的类型根据烟气侧的传热方式，过热器可分为两种基本类型。最初的一种是对流过热器，从烟气吸收的辐射热量很小。在这样的机组中，蒸汽温度随锅炉负荷的增加而升高，这是因为炉膛吸收单

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位输入热量的百分比下降。这导致过热器吸收了更多的热量。因为对流传热速率几乎与烟气流率即锅炉负荷成直线关系，因此，过热器中每磅蒸汽的总吸热量以及蒸汽的温度都会随锅炉负荷而增长（见图2-5）。过热器布置得离炉膛越远，进入过热器的烟气温度越低，这种效果越明显。辐射式过热器主要吸收来自炉膛的辐射热，对流传热量很少。一般采用较大间距（24英寸或很

大的侧边距）的屏式凝渣管或悬吊屏式过热器的型式布置于炉膛中。有时这种过热器和包墙管组合成一体。因为炉膛受热面吸热不如锅炉负荷增长快，所以随着锅炉负荷的增长辐射式过热汽温度反而下降，如图2-5所示某些情况下，在较大的负荷范围内，这两条变化趋势相反的曲线可由一系列联合的辐射、对流过热器叠加为平缓的过热曲线，如图2-5所示。一个单独加热的过热器也能产生平缓的过热曲线。辐射和对流式过热器的设计需要特别注意避免因蒸汽和烟气流量分配不均而造成的管子超温。一般过热器中有100,000到1,000,000lb/hft2(136到1356kg/m2s)

或更多的蒸汽质量流量。这种设置是在允许压降的范围内对管子内部进行充分的冷却。质量流量的选择取决于蒸汽的压力和温度，还有过热器的热负荷。此外，高速下的高压损会改善蒸汽

侧流场分布。

省煤器和空气预热器

省煤器和空气预热器在提高锅炉总的热效率方面发挥着重要作用,它们回收了排入大气前烟气中的低品位热量，也就是低温热量。烟气被省煤器或空气预热器冷却每40℉（22℃），总的锅炉效率就会被提高大约1%。省煤器吸热加热锅炉给水，空气预热器则是加热燃烧空气。热空气强化了多种燃料的燃烧，并保证了稳定的着火。

省煤器

省煤器是一种逆流布置的热交换器，在流过过热器或再热器（如果使用）的烟气中获取能量。它提高了汽包进水的温度。其管束布置是一种典型的平行水平蛇形管束，水在管内流动而烟气在外侧反方向（逆流）流动。管子间尽量紧密以强化传热，同时要求有足够的管子表面清洁空间和合理的烟气侧压损。根据设计，这些管子内一般不会产生蒸汽。最普通、最可靠的省煤

器设计就是光管、顺列、交叉流省煤器（如图2-6）。煤燃烧后，飞灰就会产生一种高污垢、侵

蚀的环境。相对于如图2-6的错列布置，这些顺列布置的光管就会尽可能减少飞灰粘附、侵蚀的可能性。这也是通过吹灰器保持清洁的最简单的几何形状。然而，这种布置的好处必须要结合

它大重量、大空间以及造价进行综合评估为减少投资，大多数锅炉省煤器应用了各种鳍片以强化烟气侧的传热效率。鳍片是廉价的非承压物件，它可减少省煤器的总尺寸和造价。然而，成功的应用对于烟气环境是非常敏感的。表面的清洁能力是一关键因素。

空气预热器空气预热器是利用经过省煤器的锅炉烟气携带的热量加热燃烧空气，并提供干燥煤粉的热空气。在燃煤电厂中，空气预热器的出口温度受限于磨煤机的出口温度和调温风系统容量，烟气出口温度则要考虑传热表面的污染和后面设备的腐蚀情况。在较老的锅炉中一般采用管式或板式空预器，体积大，很难清理，而且坏损的传热表面不易替换。现代锅炉都采用回转式。回转式空气预热器的最大特点是显著地节省了空间。回转式空预器采用紧密的受热面布置方式，必须采用性能良好的吹灰器使其保持清洁。受热面由压制成特殊形状的钢板或考登钢板组成。这些板子厚到，一般被压紧并装

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进置于支撑结构上的钢制仓体。这些板子的形状经过优化，具有很高的传热效率，同时要在使用

吹灰器充分保持清洁的情况下保证压损最小。

一台660MW的单元机组配有两台空气预热器，每台直径，重约500吨。传热元件的表面积总共约100,000平方米。燃煤电厂典型的温度应是烟气进口335℃，出口120℃，空气进口32℃，出口290℃。空气预热器的性能主要表现在传热效率、压损以及空气对烟气侧的泄漏上。

前两项能被理想的表示为一组无量纲数：雷诺数、普朗特数和斯坦顿数的关系。通过实验室规模试验可以确立每种空气预热器组件的关系式。这就可以进行优化设计，估算新开发部件的几何性能，以及评估由于灰污问题而需使用替代部件的效果。

锅炉在线吹灰是否高效的燃烧化石燃料来生产电力很大程度上取决于蒸汽产生设备对煤燃烧产物（煤灰）的适应性。吹灰器用来吹扫沉积在锅炉受热面上的积灰来保证有效地向蒸汽传热。在英

国吹灰介质大部分用蒸汽而在美国一般用空气。

能量守恒

由热力学第一定律，蒸汽发生器系统的能量平衡如下所述：

进入系统的能量－离开系统的能量=系统内部能量的积累

因为蒸汽发生器应在稳态下检测，这样积累的能量就为0，其方程为：

进入系统的能量=离开系统的能量

进入系统的能量就是进入系统的质量流所携带的能量，以及辅助设备的驱动能量。离开系统的能

量就是离开系统的质量流所携带的能量，以及通过蒸汽发生器表面传递给环境的能量。

效率为输出能量和输入能量的比值，以百分数的形式表示：当输入

能量定义为燃料释放的所有能量时，所得的效率通常称为燃料效率效率-能

量平衡法（反平衡法）

在能量平衡法中，采用能量损失和外来热量来计算效率。能量平衡法是确定效率的首选方

法。因为测量误差仅影响着各项损失而不影响总能量，所以它一般情况下比输入－输出法更精

确。例如：如总损失占总输入能量的10%，则1%的测量误差仅会导致%的效率误差，而在测量燃

料流量中1%的误差将会导致效率的1%的误差。能量平衡法的另一个优点就是可以确认两次效

率测试结果不同的原因，另外，对于诸如燃料分析数据等试验条件的变化，该方法可以容易的

将效率修正到基准工况或保证工况。

效率-输入-输出法（正平衡法）根据输入－输出法计算的效率是基于测定燃料量和计算输出能

量所必需的锅炉汽水侧参数。该方法计算的效率的不确定度直接与燃料测量、样本燃料分析和锅

炉输出能量求取等的不确定度成正比。所以，要获得可靠的结果，在精确测量上述各项时必须格外谨慎。

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第三章蒸汽轮机

引言

蒸汽轮机是最重要的涡轮发动机之一，是发电领域的主要原动机。本文简单讨论了作为蒸汽轮机发电厂部件之一的蒸汽轮机的作用。

对于一个简单的蒸汽轮机发电厂，第一个部件就是把蒸汽提高到汽轮机所需压力和温度的蒸汽锅炉。蒸汽锅炉接受经过不同回热和热回收装置提高了温度的给水。在大多数电厂中，采用了过热蒸汽；大型电厂中，蒸汽在汽轮机的一些级中膨胀后，要经过一次或两次再热。

过热蒸汽经过调节阀进入蒸汽轮机。蒸汽轮机总是多级汽轮机，根据汽轮机容量的大小采用一个或多个缸。

在汽轮机中膨胀后的蒸汽在凝汽器中以低压凝结（到）。凝结水以及抽汽用泵打入锅炉。

蒸汽轮机的类型蒸汽轮机可用以下方式分为许多类

型。根据流向

?轴向

?径向

根据膨胀过程

?冲动式

?反动式

?冲动反动混合式

根据级的个数

?单级

?多级

根据汽轮机入口结构

?全周进汽

?部分进汽

根据汽流个数

?单流

?双流

?单轴或双轴

根据转速

?N=3000rpm,f=50Hz

?N=3600rpm,f=60Hz

?N=1500rpm

?变速机组

根据应用

?发电

?工厂用

?船用

根据蒸汽参数

?低压汽轮机，采用压力为到的蒸汽;

?中压汽轮机，蒸汽压力达到；

?高压汽轮机，采用压力为到或更高压力，温度为535℃或更高温度的蒸汽；

?超临界压力汽轮机，采用蒸汽压力为或大于此压力。

冲动式汽轮机冲动式汽轮机是指在转子中没有流体静压头改变的汽轮机。转子叶片仅仅引起能量的传递

而没有任何能量的转变。由压能转变为动能或动能转变为压能的能量转换仅仅发生在静叶片中。

如在冲动式汽轮机中，高速流体的动能传递到转子上仅仅由于作用在转子上的流体冲动力。图3-1给出了典型的冲动级速度三角形图。动叶出口蒸汽的相对速度(W2)小于动叶入口的相对速度

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(W 1)。这表示了在动叶中发生了动能向机械功的转化。由于在冲动式汽轮机中转子叶片通道不会

引起流体的任何加速，在叶片表面由于附面层的增加引起流体分离的机率要大一些。由此，冲动

式汽轮机中转子叶片通道的损失较大，导致了较低的级效率。

图.3-1冲动级速度三角形图 图.3-2反动级速度三角形图

U=动叶轮周速度,m/s c 1=动叶入口蒸汽的绝对速度,m/s

C 2=动叶出口蒸汽绝对速度,m/s w 1=动叶入口蒸汽的相对速

度,m/sw 2=动叶出口蒸汽相对速度,m/s

反动式汽轮机涡轮机械级的反动度定义为转子中发生的压头改变与整级的全部压头改变之

比。在转子叶片通道和静子叶片通道都有压头改变的涡轮机或级称作为反动式涡轮机或反动

级。其中，在静叶和动叶中都有能量的转换。转子上既有能量传递又有能量转变。因此在反动式

汽轮机中，由于流体的连续加速及较低的损失，它的效率应当高一些。

反动度为50%或一半的涡轮机有一些特殊的特点。反动度为50%的轴流式涡轮机和压缩机转

子和静子上的叶片对称。对于反动度为50%的级，可看出它的出口和入口速度三角形也是对称

的。图3-2给出了典型的反动级的速度三角形。动叶出口的蒸汽相对速度(W 2)大于动叶入口的蒸

汽相对速度(W 1)：这是由于动叶的焓降导致通过动叶的速度增加。

多级汽轮机

后面可以看到，当转速给定时，在涡轮机械的一级中，流体能量水平的改变是有限的。这对

于涡轮机、压缩机、泵和吹灰器是一样的。因此，在能量水平改变很大的应用中，采用了多级。

在多级汽轮机中，可仅采用冲动级或采用反动级或冲动级和反动级的组合。冲动式汽轮机可

采用许多压力级承担大的压降或许多速度级承担高的动能。还可同时采用速度级和压力级。在一

定的压缩机中，同一个机械上采用了轴向流动的级和静向流动的级是有意义的。不同的级可安装

在一个或多个轴上。

在大型汽轮机中，锅炉出口和凝汽器入口的蒸汽压差非常大。如果汽轮机中只有一个级，那

么就需要采用一个高转速的直径很大的转子，这不仅会使制造困难，而且会引起严重的强度和支

承问题。

一般说来，一个多级蒸汽轮机基本由下面几部分组成：

（1）汽缸，为了便于装配和拆卸，通常汽缸在水平中分面分开为两半，这两半由螺栓连

接，用于支承静止叶片系统。

（2）转子，转子上有动叶片安装在叶轮上，以及还有叶轮。

（3）轴承箱置于汽缸中，用于支承轴

（4）调节系统依靠控制蒸汽流量，调节汽轮机转速和出力，还有用于轴承润滑的油系统

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和一组安全装置

（5）联轴器用于转子的连接，并与发电机相连；

（6）管道与汽缸入口蒸汽供给管道、汽缸出口排汽系统相连。

汽缸结构

汽轮机汽缸实质上是一个压力容器，在水平中心线的两端支撑它的重量。设计中要求在汽缸的横断面上，能承担管道的应力，而且沿汽缸的长度方向，要有一定的刚性从而维持汽轮机动静部分准确的间隙。

汽缸由于内部通道的需要使得其设计复杂。所有的汽缸都从水平中分面分开，从而使转子能放入汽缸内和汽缸装配为一个整体。在汽缸的水平结合面上，设置了巨大的法兰和螺栓用以

承担压力。相比汽缸的其余部分，相对厚重的法兰对温度变化的反应较慢，导致了不同的膨胀率，产生了温度应力和变形，尽管这些在汽轮机中已采用了法兰加热蒸汽使其减至最低程度。轴封汽室和蒸汽出入通道使得应力进一步复杂。

高压和中压汽缸都是铸造结构，并且在横截面上采用圆形结构从而使得应力达到最小。法兰、螺栓、蒸汽出入通道和其他特征尽可能布置成对称结构，从而减少热不对称和由此引起的变形。低压汽缸可以采用装配结构或装配与铸造组合的结构。

和所有的压力容器一样，汽缸在制造完后要进行液压试验检查设计的完善性，液压试验要进行最高工作压力150%的压力试验。

高压汽缸

图3-3高压缸轴向剖面图

许多现代汽轮机，蒸汽压力超过10MPa并且功率大于100MW,，采用了双层缸结构

的高压汽缸。这是因为高压缸既要承担热和压应力，而又能灵活运行，这时设计单层缸结构是困难的。对于双层缸结构，缸间充满了处于排汽参数的蒸汽，从而使得每层缸都能设计成承担小温差和小压差的结构。在双层缸间靠近排汽

端设置了挡板，这个挡板是内缸铸件的一部分。挡板向外延伸几乎达到外缸，但没有与外缸封住。高压缸的紊流排汽在挡板的作用下排入排汽管道，避免冷却内缸；这减小了内缸进汽端的温差及由此引起的

应力。从高压缸进汽端内缸和转子间轴封泄漏的蒸汽用管

子排向高压缸排汽处，从而使得双层缸间充满了处于排汽

状态的蒸汽，并且通过外缸轴封泄漏在双层缸间维持小流量的蒸汽流动。较小的压差可以采用较薄的汽缸，这一点以及双层缸结构的较大的表面积，使得汽轮机在

启动时能较快的暖机。另外薄汽缸还易于铸造，并且可能有较少的缺陷。在一些汽轮机中，采用了反向流叶片，其中蒸汽在其膨胀过程中的某处，从缸间返回以相

反的方向继续流过最后的级。这种布置导致了较高的缸间压力和温度，在外缸应力增加的代价

下减少了热内缸的应力。另外这种结构还使得以缸间参数抽汽的抽汽口结构简单，并且减少了高压转子的净推力。

在一些现代汽轮机中，为了进一步减少热内缸的应力以及热变形，采用了三层缸结构，内

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汽车专业英语翻译综合

第一章汽车总论 1)Today’s average car contains more than 15,000 separate, individual parts that must work together. These parts can be grouped into four major categories: body, engine, chassis and electrical equipment 。P1 现在的车辆一般都由15000多个分散、独立且相互配合的零部件组成。这些零部件主要分为四类：车身、发动机、底盘和电气设备。 2)The engine acts as the power unit. The internal combustion engine is most common: this obtains its power by burning a liquid fuel inside the engine cylinder. There are two types of engine: gasoline (also called a spark-ignition engine) and diesel (also called a compression-ignition engine). Both engines are called heat engines; the burning fuel generates heat which causes the gas inside the cylinder to increase its pressure and supply power to rotate a shaft connected to the power train. P3 发动机作为动力设备，常见的类型是内燃机，其原理是通过发动机缸内的液体燃料燃烧而产生能量。发动机可分为两类：汽油机（点燃式）和柴油机（压燃式），都属于热力发动机。燃料燃烧产生热量使缸内气压上升，产生的能量驱动轴旋转，并传递给动力传动系。 第二章内燃机 1)Power train system: conveys the drive to the wheels 2)Steering system: controls the direction of movement 3)Suspension system: absorbs the road shocks 4)Braking system: slows down the vehicle P4 传动系把发动机输出的扭矩传递给驱动轮。传动系包括离合器（对应机械变速器）或液力变矩器（对应液力自动变速器）、变速器、驱动轴、主减速器、差速器和驱动桥。 5)Drum brakes have a drum attached to the wheel hub, and braking occurs by means of brake shoes expanding against the inside of the drum. With disc brakes, a disc attached to the wheel hub is clenched between two brake pads. P6 鼓式制动器的制动鼓和轮毂连接，制动蹄张开压紧制动鼓内侧从而产生制动。在盘式制动器上，连着轮毂的制动盘被紧紧夹在两个制动块之间。 1)Linking the piston by a connecting rod to a crankshaft causes the gas to rotate the shaft through half a turn.The power stroke"uses up"the gas,so means must be provided to expel the burnt gas and recharge the cylinder with a fresh petrol-air mixture:this control of gas movement is the duty of the valves;An inlet valve allows the mixture to enter at the right time and an exhaust valve lets out the burnt gas after the gas has done its job . P10 活塞通过连杆和曲轴连接，使得气体带动曲轴旋转半圈。作功冲程耗尽了所有的气体，这样就必须采取相应的措施排出废气并且向气缸内充入新的可燃混合气：气体的运动由气门来控制。进气门使可燃混合气在恰当的时刻进入气缸，排气门使燃烧后的废气排出气缸。 2)The spark-ignition engine is an internal-combustion engine with externally supplied in ignition,which converts the energy cntained in the fuel to kinetic energy.The cycle of operations is spread over four piston strokes. To complete the full cycle it takes two revolutions of the crankshaft. P11 火花点火式发动机是由外部提供点火的内燃机，从而将含在燃料内的能量转化成动能。发动机的一个工作循环分布在活塞的四个行程中，一个完整的工作循环曲轴需要转动两圈。 3)The oil pump in the lubricating system draws oil from the oil pan and sends it to all working parts in the engine. The oil drains off and runs down into the pan. Thus,there is constant circulation of oil between the pan and the working parts of the engine. P15

《土木工程专业英语》段兵延第二版全书文章翻译精编版

第一课 土木工程学土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学规范的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。 土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其他现代社会和大量人口集中地区的基础公共设施。他们也建造私有设施，比如飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其他设计用作工业，商业和住宅途径的大型结构。此外，土木工程师还规划设计及建造完整的城市和乡镇，并且最近一直在规划设计容纳设施齐全的社区的空间平台。 土木一词来源于拉丁文词“公民”。在1782年，英国人John Smeaton为了把他的非军事工程工作区别于当时占优势地位的军事工程师的工作而采用的名词。自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。 领域。因为包含范围太广，土木工程学又被细分为大量的技术专业。不同类型的工程需要多种不同土木工程专业技术。一个项目开始的时候，土木工程师要对场地进行测绘，定位有用的布置，如地下水水位，下水道，和电力线。岩土工程专家则进行土力学试验以确定土壤能否承受工程荷载。环境工程专家研究工程对当地的影响，包括对空气和地下水的可能污染，对当地动植物生活的影响，以及如何让工程设计满足政府针对环境保护的需要。交通工程专家确定必需的不同种类设施以减轻由整个工程造成的对当地公路和其他交通网络的负担。同时，结构工程专家利用初步数据对工程作详细规划，设计和说明。从项目开始到结束，对这些土木工程专家的工作进行监督和调配的则是施工管理专家。根据其他专家所提供的信息，施工管理专家计算材料和人工的数量和花费，所有工作的进度表，订购工作所需要的材料和设备，雇佣承包商和分包商，还要做些额外的监督工作以确保工程能按时按质完成。 贯穿任何给定项目，土木工程师都需要大量使用计算机。计算机用于设计工程中使用的多数元件（即计算机辅助设计，或者CAD）并对其进行管理。计算机成为了现代土木工程师的必备品，因为它使得工程师能有效地掌控所需的大量数据从而确定建造一项工程的最佳方法。 结构工程学。在这一专业领域，土木工程师规划设计各种类型的结构，包括桥梁，大坝，发电厂，设备支撑，海面上的特殊结构，美国太空计划，发射塔，庞大的天文和无线电望远镜，以及许多其他种类的项目。结构工程师应用计算机确定一个结构必须承受的力：自重，风荷载和飓风荷载，建筑材料温度变化引起的胀缩，以及地震荷载。他们也需确定不同种材料如钢筋，混凝土，塑料，石头，沥青，砖，铝或其他建筑材料等的复合作用。 水利工程学。土木工程师在这一领域主要处理水的物理控制方面的种种问题。他们的项目用于帮助预防洪水灾害，提供城市用水和灌溉用水，管理控制河流和水流物，维护河滩及其他滨水设施。此外，他们设计和维护海港，运河与水闸，建造大型水利大坝与小型坝，以及各种类型的围堰，帮助设计海上结构并且确定结构的位置对航行影响。 岩土工程学。专业于这个领域的土木工程师对支撑结构并影响结构行为的土壤和岩石的特性进行分析。他们计算建筑和其他结构由于自重压力可能引起的沉降，并采取措施使之减少到最小。他们也需计算并确定如何加强斜坡和填充物的稳定性以及如何保护结构免受地震和地下水的影响。 环境工程学。在这一工程学分支中，土木工程师设计，建造并监视系统以提供安全的饮用水，同时预防和控制地表和地下水资源供给的污染。他们也设计，建造并监视工程以控制甚至消除对土地和空气的污染。他们建造供水和废水处理厂，设计空气净化器和其他设备以最小化甚至消除由工业加工、焚化及其他产烟生产活动引起的空气污染。他们也采用建造特殊倾倒地点或使用有毒有害物中和剂的措施来控制有毒有害废弃物。此外，工程师还对垃圾掩埋进行设计和管理以预防其对周围环境造成污染。

汽车专业英语翻译

Unit1 发动机是汽车的心脏。汽车引擎的目的是将燃料转化为能量使汽车移动。最简单的方法是在发动机内部燃烧燃料。,因此,汽车发动机是一种内燃机,缸内燃烧燃料和燃烧的扩张力量转换成旋转力用来驱动汽车。 这里有多种类型的内燃机分为往复式和旋转式引擎;火花式点火或压缩式点火发动机;代用燃料发动机。 往复式发动机 最熟悉的组合是往复式,火花点火,四冲程汽油发动机,如图1-1a所示。现代汽车通常是由水冷活塞式内燃机,安装在汽车的前面,它的力量可以被传送到前轮，传到后轮,或所有车轮轮。一些汽车使用风冷式发动机,但这些通常效率不及液冷式。往复式发动机的另一个主要类型是柴油发动机(如图果1-1b所示),这是使用重型车辆，如卡车，公共汽车和少数家庭轿车。柴油和汽油发动机一般采用四冲程循环。 转子式发动机 转子式内发动机,也叫汪克尔发动机,由德国的Felix~Wankel在1954年开发的,可以提供一种低废气排放和大规模生产的可行性的发动机来替代往复式发动机机。在这种发动机中，三面转子在燃烧室的自由空间内旋转使其随着转子转动压缩和膨胀,见图1 - 2。燃料被吸入、压缩和被点火系统的点燃。膨胀的气体带动转子然后废气排出,如图1 - 3所示。旋转式引擎没有气门,活塞,连杆,往复部件,或曲轴。它提高了马力,基本上不会有震动,但它的油耗是高于传统活塞式发动机。 代用燃料汽车 内燃机消耗大量的石油,并造成严重的空气污染,因此,其他类型的燃料和非常规引擎被研究和发展。 可替代燃料汽车(AFV)是一种用常见的油箱的柔性燃料车辆，设计一种在不同混合的无铅汽油与乙醇或双燃料汽车运行，一种可使用替代燃料和传统燃料。一种高科技车辆(A TV)结合了新引擎,动力传动机构,传动系系统显著提高燃油经济性。最理想的替代燃料发动机燃烧燃料比传统汽油内燃机更为简洁,但仍然能够使用现有的加油站。 混合动力电动车 混合动力汽车或者混合电动汽车(HEV)(如图1 - 4所示),是由两个或两个以上的能源,其中之一是电力可以高英里每加仑，低排放。有两种类型的混合动力汽车,串联和并联式。在串联式电动汽车中,车辆动力所有动力来自同一个源头。例如,一个电动马达驱动的汽车电池和内燃机驱动发电机给电池充电。在并联混合动力,电力是通过这两个路径,电动机和内燃机驱动车辆。这一点,可能有助于电力汽车的电动发动机空转和加速度。内燃机巡航时,驱动传动系和给电池充电。 在当前生产混合动力车发动机和电动马达连接,同样的传播协助下电动引擎可以更小。

汽车专业英语翻译

About car engine Of all automobile components,an automobile engie is the most complicated assembly with dominant effects on the function of an autombile.So, the engine is generally called the"heat"of an automobile. 在汽车的所有部件中，汽车发动机是最复杂的组件，其对整车性能有着决定性的作用。因而发动机往往被称作发动机的“心脏”。 There are actually various types of engines such as electric motors,stream engines,andinternal combustion engines.The internal combustion engines seem to have almost complete dominance of the automotive field.The internal combustion engine,as its name indicates,burns fuel within the cylinders and converts the expanding force of the combustion into rotary force used to propel the vehicle. 事实上，按动力来源分发动机有很多种，如电动机、蒸汽机、外燃机等。然而内燃机似乎在发动机领域有着绝对的统治地位。就像其字面意思一样，内燃机的染料在气缸内燃烧，通过将燃烧产生气体的膨胀力转换成转动力来驱动发动机前进。 Engine is the power source of the automobile.Power is produced by the linear motion of a piston in a cylinder.However,this linear motion must be changed into rotary motion to turn the wheels of cars or trucks.The puston attached to the top of a connecting rod by a pin,called a piston pin or wrist pin.The bottom of the connecting rod is attached to the crankshaft.The connecting rod transmits the up-and-down motion of the piston to the crankshaft,which changes it into rotary motion.The connecting rod is mounted on the crankshaft with large bearings called rod bearing.Similar bearings, called main bearings,are used to mount the crankshaft in the block. 发动机是整部车的动力来源。能量来自于活塞在气缸内的（往复）直线运动。然而这种（往复）直线运动必须要转换成旋转运动才能驱动车轮。活塞与连杆通过一个销来连接，这个销称为活塞销。连杆的下部连接于曲拐。连杆把活塞的上下往复运动传递给曲拐，从而将往复直线运动转变成旋转运动。连杆和曲拐的连接使用大的轴承，称之为连杆轴承，类似的轴承也用于将曲轴连接到机体，称之为主轴承。 They are generally two different types of cooling system:water-cooling system and air-cooling system.Water-cooling system is more common.The cooling medium, or coolant, in them is either water or some low-freezing liquid, called antifreeze.A water-cooling system consists of the engine water jacket, thermostat, water pump, radiator, radiator cap, fan, fan drive belt and neccessary hoses. 主要有两种类型的冷却系统：水冷和风冷。水冷系统更为普遍。系统所用冷却介质或是冷却液常委水或其他低凝固点液体，称为抗凝剂。一个完整的水冷系统包括机体水套，节温器，水泵，散热器，散热器罩，风扇，风扇驱动皮带和必需的水管。 A water-cooling system means that water is used as a cooling agent to circulate through the engine to absorb the heat and carry it to the radiator for disposal.The ebgine is cooled mainly through heat transfer and heat dissipation.The heat generated by the mixture burned in the engine must be transferred from the iron or aluminum cylinder to the waterin the water jacket.The outside of the water jacket dissipates some of the heat to the air surrounding it, but most of the heat is carried by the cooling water to the radiator for dissipation.When the coolant temperature in the system reaches 90°,the termostat valve open fully, its slanted edge shutting off

土木工程专业英语正文课文翻译

第一课土木工程学 土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学规范的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。 土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其他现代社会和大量人口集中地区的基础公共设施。他们也建造私有设施，比如飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其他设计用作工业，商业和住宅途径的大型结构。此外，土木工程师还规划设计及建造完整的城市和乡镇，并且最近一直在规划设计容纳设施齐全的社区的空间平台。 土木一词来源于拉丁文词“公民”。在1782年，英国人John Smeaton为了把他的非军事工程工作区别于当时占优势地位的军事工程师的工作而采用的名词。自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。 领域。因为包含范围太广，土木工程学又被细分为大量的技术专业。不同类型的工程需要多种不同土木工程专业技术。一个项目开始的时候，土木工程师要对场地进行测绘，定位有用的布置，如地下水水位，下水道，和电力线。岩土工程专家则进行土力学试验以确定土壤能否承受工程荷载。环境工程专家研究工程对当地的影响，包括对空气和地下水的可能污染，对当地动植物生活的影响，以及如何让工程设计满足政府针对环境保护的需要。交通工程专家确定必需的不同种类设施以减轻由整个工程造成的对当地公路和其他交通网络的负担。同时，结构工程专家利用初步数据对工程作详细规划，设计和说明。从项目开始到结束，对这些土木工程专家的工作进行监督和调配的则是施工管理专家。根据其他专家所提供的信息，施工管理专家计算材料和人工的数量和花费，所有工作的进度表，订购工作所需要的材料和设备，雇佣承包商和分包商，还要做些额外的监督工作以确保工程能按时按质完成。 贯穿任何给定项目，土木工程师都需要大量使用计算机。计算机用于设计工程中使用的多数元件（即计算机辅助设计，或者CAD）并对其进行管理。计算机成为了现代土木工程师的必备品，因为它使得工程师能有效地掌控所需的大量数据从而确定建造一项工程的最佳方法。 结构工程学。在这一专业领域，土木工程师规划设计各种类型的结构，包括桥梁，大坝，发电厂，设备支撑，海面上的特殊结构，美国太空计划，发射塔，庞大的天文和无线电望远镜，以及许多其他种类的项目。结构工程师应用计算机确定一个结构必须承受的力：自重，风荷载和飓风荷载，建筑材料温度变化引起的胀缩，以及地震荷载。他们也需确定不同种材料如钢筋，混凝土，塑料，石头，沥青，砖，铝或其他建筑材料等的复合作用。 水利工程学。土木工程师在这一领域主要处理水的物理控制方面的种种问题。他们的项目用于帮助预防洪水灾害，提供城市用水和灌溉用水，管理控制河流和水流物，维护河滩及其他滨水设施。此外，他们设计和维护海港，运河与水闸，建造大型水利大坝与小型坝，以及各种类型的围堰，帮助设计海上结构并且确定结构的位置对航行影响。 岩土工程学。专业于这个领域的土木工程师对支撑结构并影响结构行为的土壤和岩石的特性进行分析。他们计算建筑和其他结构由于自重压力可能引起的沉降，并采取措施使之减少到最小。他们也需计算并确定如何加强斜坡和填充物的稳定性以及如何保护结构免受地震和地下水的影响。 环境工程学。在这一工程学分支中，土木工程师设计，建造并监视系统以提供安全的饮用水，同时预防和控制地表和地下水资源供给的污染。他们也设计，建造并监视工程以控制甚至消除对土地和空气的污染。

土木工程专业英语词汇(整理版)

第一部分必须掌握，第二部分尽量掌握 第一部分： 1 Finite Element Method 有限单元法 2 专业英语Specialty English 3 水利工程Hydraulic Engineering 4 土木工程Civil Engineering 5 地下工程Underground Engineering 6 岩土工程Geotechnical Engineering 7 道路工程Road (Highway) Engineering 8 桥梁工程Bridge Engineering 9 隧道工程Tunnel Engineering 10 工程力学Engineering Mechanics 11 交通工程Traffic Engineering 12 港口工程Port Engineering 13 安全性safety 17木结构timber structure 18 砌体结构masonry structure 19 混凝土结构concrete structure 20 钢结构steelstructure 21 钢-混凝土复合结构steel and concrete composite structure 22 素混凝土plain concrete 23 钢筋混凝土reinforced concrete 24 钢筋rebar 25 预应力混凝土pre-stressed concrete 26 静定结构statically determinate structure 27 超静定结构statically indeterminate structure 28 桁架结构truss structure 29 空间网架结构spatial grid structure 30 近海工程offshore engineering 31 静力学statics 32运动学kinematics 33 动力学dynamics 34 简支梁simply supported beam 35 固定支座fixed bearing 36弹性力学elasticity 37 塑性力学plasticity 38 弹塑性力学elaso-plasticity 39 断裂力学fracture Mechanics 40 土力学soil mechanics 41 水力学hydraulics 42 流体力学fluid mechanics 43 固体力学solid mechanics 44 集中力concentrated force 45 压力pressure 46 静水压力hydrostatic pressure 47 均布压力uniform pressure 48 体力body force 49 重力gravity 50 线荷载line load 51 弯矩bending moment 52 torque 扭矩53 应力stress 54 应变stain 55 正应力normal stress 56 剪应力shearing stress 57 主应力principal stress 58 变形deformation 59 内力internal force 60 偏移量挠度deflection 61 settlement 沉降 62 屈曲失稳buckle 63 轴力axial force 64 允许应力allowable stress 65 疲劳分析fatigue analysis 66 梁beam 67 壳shell 68 板plate 69 桥bridge 70 桩pile 71 主动土压力active earth pressure 72 被动土压力passive earth pressure 73 承载力load-bearing capacity 74 水位water Height 75 位移displacement 76 结构力学structural mechanics 77 材料力学material mechanics 78 经纬仪altometer 79 水准仪level 80 学科discipline 81 子学科sub-discipline 82 期刊journal ,periodical 83文献literature 84 ISSN International Standard Serial Number 国际标准刊号 85 ISBN International Standard Book Number 国际标准书号 86 卷volume 87 期number 88 专着monograph 89 会议论文集Proceeding 90 学位论文thesis, dissertation 91 专利patent 92 档案档案室archive 93 国际学术会议conference 94 导师advisor 95 学位论文答辩defense of thesis 96 博士研究生doctorate student 97 研究生postgraduate 98 EI Engineering Index 工程索引 99 SCI Science Citation Index 科学引文索引 100ISTP Index to Science and Technology Proceedings 科学技术会议论文集索引 101 题目title 102 摘要abstract 103 全文full-text 104 参考文献reference 105 联络单位、所属单位affiliation 106 主题词Subject 107 关键字keyword 108 ASCE American Society of Civil Engineers 美国土木工程师协会 109 FHWA Federal Highway Administration 联邦公路总署

汽车专业英语_单词表

unit1 body 车身chassis 底盘enclosure外壳、套hood车棚、车顶sway 摇摆frame车架steering转向、操作brake 制动weld焊接rivet铆钉bolt螺钉washer垫圈vibration 振动stabilizer稳定器ride乘坐舒适性handling操作稳定性linkages转向传动机构plier钳子distributor分电器alternator交流发电机regulator调节器carburetor化油器radiator散热器、水箱defroster除冰装置sludge金属碎屑transmission变速器differential 差速器power train 传动系unitized body 承载式车身suspension system 悬架系统steering system 转向系braking system 制动系shock absorbers减震器control arms控制臂steering wheel 转向盘steering column转向管柱steering gears 转向器tie rod 横拉杆idler arm随动臂brake shoe制动蹄disc brake 盘式制动器drum brakes 鼓式制动器ignition system 点火系统exhaust system 排气系统lubrication system 润滑系oil filters 机油滤清器drive（or propeller）shaft传动轴universal joints 万向节dynamo发电机horn喇叭swived 旋转steering box转向器timing gear 正时齿轮bevel gear 锥齿轮mesh with与啮合leaf spring 钢板弹簧stub axle 转向节 unit2 longitudinal纵向的transverse横向的reciprocate往复spin旋转piston活塞ignite点火rub摩擦quart夸脱reservoir油箱mechanical机械的enclosed被附上的gallon加仑stroke冲程camshaft凸轮轴combustion燃烧disengaged脱离啮合的flywheel飞轮internal-combustion engine内燃机diesel-fuel柴油LPG=Liquefied Petroleum Gas液化石油气体CNG=Compressed natural gas压缩天然气spark ignition火花点火compression ignition压缩点火spark plug火花塞gas-turbine engine蒸汽机Stirling engine斯特灵发动机lubricating system润滑系统oil pan油底壳oil pump机油泵exhaust system排气系统emission-control system排放控制系统energy conversion能量转换air/fuel ratio空燃比connecting rod连杆TDC=Top Dead Center上止点BDC=Bottom Dead Center 下止点intake stroke进气冲程compression stroke压缩冲程power stroke作功冲程exhaust stroke排气冲程compression ratio压缩比lifter挺柱rocker摇臂retainer弹簧座seal密封件tappet 推杆lobe凸起gasket垫圈valve train配气机构cam follower气门挺柱rocker arm摇臂combustion chamber燃烧室intake valve进气阀exhaust valve排气阀valve stem气门杆valve cover气门室盖valve port阀口valve guide气门导管 unit3

土木工程专业英语课文原文及对照翻译

土木工程专业英语课文原 文及对照翻译 Newly compiled on November 23, 2020

Civil Engineering Civil engineering, the oldest of the engineering specialties, is the planning, design, construction, and management of the built environment. This environment includes all structures built according to scientific principles, from irrigation and drainage systems to rocket-launching facilities. 土木工程学作为最老的工程技术学科，是指规划，设计，施工及对建筑环境的管理。此处的环境包括建筑符合科学规范的所有结构，从灌溉和排水系统到火箭发射设施。 Civil engineers build roads, bridges, tunnels, dams, harbors, power plants, water and sewage systems, hospitals, schools, mass transit, and other public facilities essential to modern society and large population concentrations. They also build privately owned facilities such as airports, railroads, pipelines, skyscrapers, and other large structures designed for industrial, commercial, or residential use. In addition, civil engineers plan, design, and build complete cities and towns, and more recently have been planning and designing space platforms to house self-contained communities. 土木工程师建造道路，桥梁，管道，大坝，海港，发电厂，给排水系统，医院，学校，公共交通和其他现代社会和大量人口集中地区的基础公共设施。他们也建造私有设施，比如飞机场，铁路，管线，摩天大楼，以及其他设计用作工业，商业和住宅途径的大型结构。此外，土木工程师还规划设计及建造完整的城市和乡镇，并且最近一直在规划设计容纳设施齐全的社区的空间平台。 The word civil derives from the Latin for citizen. In 1782, Englishman John Smeaton used the term to differentiate his nonmilitary engineering work from that of the military engineers who predominated at the time. Since then, the term civil engineering has often been used to refer to engineers who build public facilities, although the field is much broader 土木一词来源于拉丁文词“公民”。在1782年，英国人John Smeaton为了把他的非军事工程工作区别于当时占优势地位的军事工程师的工作而采用的名词。自从那时起，土木工程学被用于提及从事公共设施建设的工程师，尽管其包含的领域更为广阔。 Scope. Because it is so broad, civil engineering is subdivided into a number of technical specialties. Depending on the type of project, the skills of many kinds of civil engineer specialists may be needed. When a project begins, the site is surveyed and mapped by civil engineers who locate utility placement—water, sewer, and power lines. Geotechnical specialists perform soil experiments to determine if the earth can bear the weight of the project. Environmental specialists study the project’s impact on the local area: the potential for air and

土木工程专业英语

non-destructive test 非破损检验 non-load—bearingwall 非承重墙 non—uniform cross—section beam 变截面粱 non—uniformly distributed strain coefficient of longitudinal tensile reinforcement 纵向受拉钢筋应变不均匀系数 normal concrete 普通混凝土 normal section 正截面 notch and tooth joint 齿连接 number of sampling 抽样数量 O obligue section 斜截面 oblique—angle fillet weld 斜角角焊缝 one—way reinforced(or prestressed)concrete slab “单向板” open web roof truss 空腹屋架， ordinary concrete 普通混凝土(28) ordinary steel bar 普通钢筋(29) orthogonal fillet weld 直角角焊缝(61) outstanding width of flange 翼缘板外伸宽度(57) outstanding width of stiffener 加劲肋外伸宽度(57) over-all stability reduction coefficient of steel beam·钢梁整体稳定系数(58) overlap 焊瘤(62) overturning or slip resistance analysis 抗倾覆、滑移验算(10) P padding plate 垫板(52) partial penetrated butt weld 不焊透对接焊缝(61) partition 非承重墙(7) penetrated butt weld 透焊对接焊缝(60) percentage of reinforcement 配筋率(34) perforated brick 多孔砖(43) pilastered wall 带壁柱墙(42) pit·凹坑(62) pith 髓心(?o) plain concrete structure 素混凝土结构(24) plane hypothesis 平截面假定(32) plane structure 平面结构(11) plane trussed lattice grids 平面桁架系网架(5) plank 板材(65) plastic adaption coefficient of cross—section 截面塑性发展系数(58) plastic design of steel structure 钢结构塑性设计(56) plastic hinge·塑性铰(13) plastlcity coefficient of reinforced concrete member in tensile zone 受拉区混凝土塑性影响系数

汽车专业英语翻译

INTERNAL COMBUSTION ENGINE 引擎燃烧室 1. principle of operation 原理 Engine and power : Engine is used to produce power. The chemical energy in fuel is converted to heat by the burning of the fuel at a controlled rate. This process is called combustion. If engine combustion occurs with the power chamber. ,the engine is called internal combustion engine. If combustion takes place outside the cylinder, the engine is called an external combustion engine. Engine used in automobiles are internal combustion heat engines. Heat energy released in the combustion chamber raises the temperature of the combustion gases with the chamber. The increase in gas temperature causes the pressure of the gases to increase. The pressure developed within the combustion chamber is applied to the head of a piston to produce a usable mechanical force, which is then converted into useful mechanical power. 译: 引擎和能量: 引擎为汽车提供能量，燃料的化学能通过燃烧，转化为热能，这个过程叫燃烧。假如燃烧在燃烧室，这样的发动机叫内燃机。假如燃烧在气缸外，这样的发动机叫外燃机。 用在汽车上的一般是内燃机，热能在燃烧室释放，燃烧室气体温度升高。气体温度的升高使气体的压力曾加，燃烧室内的高压气体作用在活塞头部产生可以利用的化学能，化学能转化为机械能。 Engine T erms : Linking the piston by a connecting rod to a crankshaft causes the gas to rotate the shaft through half a turn. The power stroke “uses up” the gas , so means must be provided to expel the burnt gas and recharge the cylinder with a fresh petrol-air mixture :this control of gas movement is the duty of the valves ;an inlet valve allows the new mixture to enter at the right time and an exhaust valve lets out the burnt gas after the gas has done its job. Engine terms are : TDC(Top Dead Center):the position of the crank and piston when the piston is farther away from the crankshaft. BDC(Bottom Dead Center):the position of the crank and piston when the piston is nearest to the crankshaft. Stroke : the distance between BDC and TDC; stroke is controlled by the crankshaft. Bore : the internal diameter of the cylinder. Swept volume : the volume between TDC and BDC Engine capacity : this is the swept volume of all the cylinder e.g. a four-stroke having a capacity of two liters(2000cm) has a cylinder swept volume of 50cm. Clearance volume: the volume of the space above the piston when it is at TDC. Compression ratio = (swept vol + clearance vol)\(clearance vol) Two-stroke : a power stroke every revolution of the crank.