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热能与动力工程专业英语学习资料
热能与动力工程专业英语
Chapter1IntroductiontoThermalScience
第一章热科学基础
Acousticflowmeter声波流量计
Corrugatedfin波状散热片
Adiabatic[
]绝热的
Crossproduct矢量积
Aerodynamics空气动力学
Denominator分母
Affiliation联系
Developedflow充分发展流
Airfoil机翼,螺旋桨
Diffusion扩散
Alternative替代燃料
Dopplereffect多普勒效应
Anemometer风速计
Double-pipeheatexchanger套管式换热器
Angularspeed角速度
Drysaturatedvapor干饱和蒸汽
Areadensity表面密度
Electrode电极
Baffle挡板
Electrolyte电解,电解液
Bifurcation分形
Electrostatic静电的
Blackbody黑体
Emissivity发射率
Blade浆叶,叶片
Equilibrium平衡
Boiler锅炉
Fluidmechanics流体力学
Boundarylayer边界层
Forcedconvection强制对流
CarnotCycle卡诺循环
Freeconvection自然对流
Cartesiancoordinates笛卡尔坐标系
Frictionloss摩擦损失
CelsiusDegree摄氏度
Glassceramic微晶玻璃,玻璃陶瓷
Compactheatexchanger紧凑式换热器
Heatengine热机
Composition成分,合成物
Heatpump热泵
Compressedliquid压缩液体
Hydrofoil水翼
Compressibility可压缩性,压缩率
Hypersonicspeed高超音速
Condensation凝结
Infinitesimal无穷小的
Condenser冷凝器
Inflating/deflating充气/压缩
Conduction导热
Internalcombustionengine内燃机
Controlvolume控制体
Isentropic等熵的
Convection对流
Isobaric等压的
Coriolis-accelarationflowmeter科氏加速流量计
Isolatedsystem孤立体系的
Isometric等容的
Rough-walltube粗糙管
Isothermal等温的
Saturation饱和
Kinematicviscosity运动黏度
Shearstress剪切力、切应力
Laminar层流
Shell-and-tubeheatexchanger管壳式换热器
Manuscript手稿,原稿
Specificvolume比容
Moisture湿度,水分
Steady稳态的,定常的
Molecule(化学)分子
Stiflingengine斯特林机
Moltenpolymer熔融聚合物
Strainrate变形速度,应变率
Muti-disciplinary多学科的
Streamline流线
NewtonianFluid牛顿流体
Strut支撑,支柱
Nominaltemperaturegradient法向温度梯度
Subcooledliquid过冷液体
Numerator(数学)分子
Superheatedvapor过热蒸汽
Parallelflow平行流动,并流
Surrounding环境,外界
Pathline迹线
Thermalconductivity热传导率
Phasechange相变
Thermalefficiency热效率
Planeflow平面流,二元流
Thermodynamics热力学
Plateandflameheatexchanger
板式换热器
Torsional扭力的,扭转的
Polymersolution胶浆
Trailingedge机翼后缘、尾缘
Proof校样
Transmitter传送装置、发送器
Propeller螺旋桨,推进器
Turbinemeter涡轮流量计
Pump泵
Turbulent湍流的
Qulity干度
Ultrosonic超声波的
Qusi-equilibrium准平衡、准静态
Uniformflow均匀刘
Radiation辐射
Vacuum真空
RankinCycle朗肯循环
Viewfactor角系数
Regenerativeheatexchanger
蓄热/再生式换热器
Viscous黏性的
Reservoir水库,蓄水池
Cortexshedding漩涡脱落
Reversible可逆的
Waterfaucet水龙头,水嘴
Rotameter转子流量计
BiBiotnumber比澳数
NPSH汽蚀余量
CFD计算流体力学
NTU传热单元数
CHF临界热流量
Nu努谢尔特数
COP制冷系数
PE势能
Eu欧拉数
Pr普朗特数
Fo富立叶数
Ra瑞利数
Fr弗劳德数
Re雷诺数
Gr格拉晓夫数
Sc施密特数
KE动能
St斯坦顿数,斯特劳哈数
LMTD对数平均温差
We韦伯数
1.1FundamentalofEngineeringThermodynamics
1.1工程热力学基础
Thermodynamicsisascienceinwhichthestorage,transformationandtransferofenergyarestudied.Energyisstoredasinternalenergy(associatedwithtemperature),kineticenergy(dutomotion),potentialenergy(duetoelevation)andchemicalenergy(duetochemicalcomposition);itistransformedfromoneoftheseformstoanother;anditistransferredacrossaboundaryaseitherheatorwork.
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。
Inthermodynamics,wewillderiveequationsthatrelatethetransformationsandtransfersofenergytopropertiessuchastemperature,pressureanddensity.Substancesandtheirproperties,thus,becomeveryimportantinthermodynamics.Manyofourequationswillbebasedonexperimentalobservationsthathavebeenorganizedintomathematicalstatementsorlaws,thefirstandsecondlawsofthermodynamicsaremostwidelyused.
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。
1.1.1Thermodynamicsystemandcontrolvolume
1.1.1热力系统和控制体
Athermodynamicsystemisafixedquantityofmattercontainedwithinsomeenclosure.Thesurfaceisusuallyanobviousone(likethatsurroundingthegasinthecylinder).However,itmaybeanimaginedboundary(likethedeformingboundaryofacertainamountofmassasitflowsthroughapump).
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)。
Allmatterandspaceexternaltoasystemiscollectivelycalleditssurroundings.Thermodynamicsisconcernedwiththeinteractionofasystemanditssurroundings,oronesysteminteractingwithanother.Asysteminteractswithitssurroundingsbytransferringenergyacrossitsboundary.Nomaterialcrossestheboundaryofasystem.Ifthesystemdoesnotexchangeenergywiththesurroundings,itisanisolatedsystem.
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。
Inmanycases,ananalysisissimplifiedifattentionisfocusedonaparticularvolumeinspaceintowhich,orfromwhich,asubstanceflows.Suchavolumeisacontrolvolume.Apump,aturbine,andaninflatingordeflatingballoonareexamplesofcontrolvolume.Thesurfacethatcompletelysurroundsthecontrolvolumeiscalledacontrolsurface.
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。
Thus,wemustchoose,inaparticularproblem,whetherasystemistobeconsideredorwhetheracontrolvolumeismoreuseful.Ifthereismassfluxacrossaboundary,thenacontrolvolumeisrequired;otherwise,asystemisidentified.
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。
1.1.2Equilibrium,processandcycle
平衡、过程和循环
Whenthetemperatureofasystemisreferredto,itisassumedthatallpointsofthesystemhavethesame,oressentiallythesametemperature.Whenthepropertiesareconstantfrompointtopointandwhenthereisnotendencyforchangewithtime,aconditionofthermodynamicequilibriumexists.Ifthetemperature,say,issuddenlyincreasedatsomepartofthesystemboundary,spontaneousredistributionisassumedtooccuruntilallpartsofthe
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systemareatthesametemperature.
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。
Whenasystemchangesfromoneequilibriumstatetoanother,thepathofsuccessivesatesthroughwhichthesystempassesiscalledprocess.If,inthepassingonestatetothenext,thedeviationfromequilibriumisinfinitesimal,aquasi-equilibriumprocessoccurs,andeachstateintheprocessmaybeidealizedasanequilibriumstate.Quasi-equilibriumprocessescanapproximatemanyprocesses,suchasthecompressionandexpansionofgasesinaninternalcombustionengine,withnosignificantlossofaccuracy.Ifthesystemgoesfromoneequilibriumstatetoanotherthroughaseriesofnon-equilibriumstates(asincombustion),anon-equilibriumprocessoccurs.
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。
Whenasysteminagiveninitialstateexperiencesaseriesofprocessandreturnstotheinitialstate,thesystemgoesacycle.Attheendofthecycle,thepropertiesofthesystemhavethesamevaluestheyhadatthebeginning.
当系统从一个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。
Theprefixiso-isattachedtothenamesofanypropertythatremainunchangedinaprocess.Anisothermalprocessisoneinwhichthetemperatureisheldconstant;inaniso-baricprocess,thepressureremainsconstant;anisometricprocessisaconstant-volumeprocess.
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。
1.1.3Vapor-liquidphaseequilibriuminpuresubstance
纯物质的气-液相平衡
Considerasasystem1kgofwatercontainedinthepistonorcylinderarrangementshowninFig.1-1(a).Supposethepistonandweightmaintainapressureof0.1MPainthecylinderandthattheinitialtemperatureis20℃.Asheatistransferredtothewater,thetemperatureincreaseappreciably,thespecificvolumeincreaseslightly,andthepressureremainsconstant.Whenthetemperaturereaches99.6℃,additionalheattransferresultsinachangeofphase,asindicatedinFig.1-1(b).Thatis,someoftheliquidbecomesvapor,andduringthisprocessboththetemperatureandpressureremainconstant,butthespecificvolumeincreasesconsiderably.Whenthelastdropofliquidhasvaporized,furthertransferofheatresultsinanincreaseinbothtemperatureandspecificvolumeofthevapor,asshowninFig.1-1(c).
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0.1Mpa,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99.6℃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。
图1-1液体在常压下的蒸发过程
Thetermsaturationtemperaturedesignatesthetemperatureatwhichvaporizationtakesplaceatagivenpressure.Thispressureiscalledthesaturationpressureforthegiventemperature.Thus,forwaterat99.6℃,thesaturationpressureis0.1MPa,andforwaterat0.1MPathesaturationtemperatureis99.6℃.
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,99.6℃水的饱和压强是0.1MPa,0.1MPa水的饱和温度为99.6℃。
Ifasubstanceexistsasliquidatthesaturationtemperature,itiscalledsaturatedliquid.Ifthetemperatureoftheliquidislowerthanthesaturationtemperaturefortheexistingpressure,itiscalledeitherasubcooledliquid(implyingthatthetemperatureislower
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thanthesaturationtemperatureforthegivenpressure)oracompressedliquid(implyingthatthepressureisgreaterthanthesaturationpressureforthegiventemperature).
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)。
Whenasubstanceexistsaspartliquidandpartvaporatthesaturationtemperature,itsqualityisdefinedastheratioofthemassofvaportothetotalmass.
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