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2020-10-14

导读：您了解古流体机械发展史吗？

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流体机械与我们的生活息息相关，在化工、石油化工、冶金、电力、煤炭、轻工、国防等方面有广泛的应用，在国家经济发展中也占有重要地位。那么，什么是流体机械？流体机械最早出现在什么时候？

流体机械，顾名思义是指以流体为工质进行能量转换的机械。包括两大类，一类是将流体的能量转变为机械能并输出轴功率的称为原动机，如水轮机和汽轮机等；另一类是将机械能转变为流体的能量，使流体增压并输送的称为工作机，如泵和压缩机等。泵的工质为液体，压缩机的工质为气体。

而流体机械的发展史最早可以追溯到公元前。下面就为您介绍古代流体机械发展史，探究先人在流体机械方面的创造与智慧。

古流体机械的发展史大概可以分为三个模块：古典文化时期、中世纪时期以及临近工业革命前期。

古典文化时期

（公元前600～公元400年）

在史前时期，水钟、虹吸管、鼓风箱和活塞式唧筒等流体机械已经得到初步的发展和应用。

到了古典文化时期，古希腊诞生了一些著名的哲学家和科学家。他们对古代流体机械的发展作出了杰出的贡献。

在原动流体机械方面，首先是扩大了桔槔式提水工具和吊桶式水车的使用范围；新创造的流体机械有涡形轮和诺斯（Norse）水磨。前者靠转动螺纹形杆，将水由低处提到高处，主要用于罗马城市的供水。后者用来磨谷物，靠水流推动方叶轮而转动，其功率不到半马力。

功率较大的有维特鲁维亚（Vitruvia）水磨。水轮靠下冲的水流推动，通过适当选择大小齿轮的齿数就可调整水磨的转速，其功率约3马力，后来提高到50马力，成为当时功率最大的原动机。

希罗的汽转球（又叫风神轮）则是最早应用喷气反作用原理的装置。汽转球下部的蒸锅盛水，其上用支管连接着一只空心球。球上有两支方向相反的切向喷口。当锅下烧火、球内的水沸腾变成蒸汽喷出时，如产生的喷气反作用推力足够大，便会推动球体不断转动。汽转球作为第一个把蒸汽压力转化为机械动力的装置而闻名于世。

在从动流体机械方面，利用活塞和气缸制成的压力泵和吸水泵，在此时期也有发展。最早出现的是用来灭火的菲罗（Philo）压力泵。后来又有了从井中提水的吸水泵和压力泵，以及罗马人用于灭火的双筒柱塞泵。

中世纪时期

（1400-1500年）

中世纪前期延续约600年，流体机械的发展因古希腊和罗马的文化处于低迷期而停止发展。后期，随着农业和手工业的发展，各国纷纷兴办大学，发展自然科学和人文科学，培养人才，同时又吸取了当时东方国家的先进科学技术，流体机械技术开始恢复和发展。

随着流体机械技术的发展，水轮机也得到一定的发展，已有足够的动力来带动用皮革制造的大型风箱，以获得较高的熔化温度，铸造大炮和大钟的作坊逐渐增多，铸件重量渐渐增大。同时也出现了下冲或上冲式水轮机（水磨），以及风磨和风轮机。

水平下冲式水轮机是由早期水磨改进而成的，到12、13世纪已用作采矿、粉碎、冶炼等作业的动力。

14世纪，西欧在水力利用方面有很大进展，水轮机作坊迅速增加。水平下冲式水轮机经过改进后于又发展成为大型上冲式水轮机，用于提升矿石。

临近工业革命前期

（1500-1750年）

工业革命即将开始，此时流体机械技术发展极为迅速，水泵在此时期也有了发展，它主要用于解决当时矿井排水和城市供水问题，包括矿井排水泵、正向旋转泵和离心泵等。

这时意大利发明了水压空气压缩机（俗称水风箱）。它可用作熔炼钢铁的鼓风机，以取代旧式的皮老虎。

1759年

出现了大型鼓风机，风力机械如风磨的应用也更广泛，数量增加，仅英国就已有数千台之多，用于磨粉、泵水和锯木。

1698年

英国的T.萨弗里制造的矿井蒸汽水泵，被称为“矿工之友”，它开创了用蒸汽作功的先河。

1705年

英国的T.纽科门发明大气式蒸汽机，它虽然很不完善，但却是第一台工作比较可靠的蒸汽机，主要用于提水，功率可达6马力，这种蒸汽机在1750在前已在欧洲推广，后来又传到美国。

这一时期，在欧洲诞生了工程科学。许多科学家，如牛顿、伽利略、莱布尼兹、玻意耳和胡克等，为流体机械的发展奠定了多方面的理论基础。

古代流体机械发展史就盘点到这里，但是流体机械的发展还远没有结束。

站在巨人的肩膀上，我们才得以继续发展挖掘流体机械的魅力。我们需要感谢这些伟大的科学家，用他们的青春与智慧，为后世的科学发展添上薪柴。

End

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