循环流化床锅炉设计与计算 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:朱国桢 编

出品人:

页数:190

译者:

出版时间:2004-1

价格:26.00元

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isbn号码:9787302092353

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《热力设备原理与应用》 内容梗概： 本书深入探讨了现代工业生产中至关重要的热力设备的工作原理、设计方法以及实际应用。我们将从最基础的热力学定律出发，循序渐进地解析各类热力设备的内部机制，涵盖能量转换、传热传质、流体动力学等核心概念，并着重于将理论知识与工程实践紧密结合。本书旨在为读者提供一套系统、全面的热力设备知识体系，使其能够理解、分析并优化现有设备，同时掌握设计新型高效热力设备的必要技能。 第一部分：热力学基础与能量转换 本部分是理解所有热力设备的前提。我们将从热力学第一定律（能量守恒定律）和第二定律（能量品质的转化与传递）入手，详细阐述功、热、焓、熵等基本热力学参数的含义及其在能量转换过程中的作用。 第一章：热力学基本概念回顾 系统、状态、过程、循环的定义 温度、压力、体积、内能、焓、熵等性质的物理意义 理想气体状态方程与真实气体性质的讨论 热力学第一定律在各种过程中的应用，包括稳态和非稳态过程 第二章：能量转换基本原理 热功转换效率的理论极限（卡诺循环） 实际热力循环的特点与分析（朗肯循环、布雷顿循环等） 能量损耗的来源：不可逆性、传热损失、流动损失等 㶲（Exergy）的概念及其在分析能量利用效率中的重要性 第三章：传热与传质 传热机理： 导热、对流、辐射三种基本传热方式的物理原理、数学模型及影响因素。 导热： 傅里叶导热定律，稳态与非稳态导热，多层壁的导热计算。 对流： 自然对流与强制对流，对流换热系数的估算，努塞尔数、雷诺数、普朗特数等无量纲准则的应用。 辐射： 黑体、灰体、实际物体的辐射特性，斯蒂芬-玻尔兹曼定律，辐射换热的计算。 传质机理： 扩散与对流传质，传质系数的概念，在干燥、吸收、蒸馏等过程中的应用。 总传热系数： 复合传热过程的分析，复合换热系数的计算方法。 第二部分：主流热力设备详解 本部分将聚焦于工业生产中最常见、最重要的几类热力设备，对其结构、工作原理、性能特点、设计参数以及选型依据进行深入分析。 第四章：锅炉与蒸汽发生器 锅炉的基本类型： 火管锅炉、水管锅炉，以及它们的优缺点和适用范围。 燃料燃烧过程： 燃烧理论基础，燃烧产物分析，燃烧效率的影响因素。 传热与受热面设计： 炉膛、省煤器、过热器、再热器、空气预热器的作用及设计考虑。 水汽循环： 自然循环、强制循环的原理与比较。 蒸汽质量控制： 汽水分离装置（如汽包）的设计与功能。 锅炉的运行与安全： 负荷调节、给水控制、安全附件（安全阀、水位计等）的作用。 新型锅炉技术： 模块化锅炉、余热锅炉、特种锅炉简介。 第五章：换热器 换热器的分类： 管壳式换热器（固定管板、浮头式、U型管式）、板式换热器、空气冷却器等。 传热分析： 对数平均温差（LMTD）法，传热系数的确定，翅片管换热器。 流动阻力计算： 流体在换热器内的流动特性，压降的估算。 换热器设计要点： 材料选择、结构优化、防垢与清洗。 换热器的应用： 在化工、电力、石油、食品等行业的具体应用案例。 第六章：泵与压缩机 流体输送设备概述： 离心泵、容积泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵）的结构与工作原理。 泵的性能曲线： 扬程、流量、效率、功率之间的关系。 管路系统分析： 泵的输送能力与管路特性的匹配，水力损失的计算。 离心压缩机与往复压缩机： 工作原理、效率分析、适用范围。 气体输送的特例： 蒸汽喷射泵、鼓风机、通风机。 第七章：汽轮机与燃气轮机 汽轮机基本原理： 蒸汽在汽轮机中的能量转换过程，冲动式与反动式汽轮机的区别。 汽轮机级的设计： 喷嘴、动叶、静叶的作用，效率分析。 多级汽轮机的结构： 缸体、转子、轴承、密封等关键部件。 燃气轮机原理： 压缩、燃烧、膨胀过程，布雷顿循环的实现。 燃气轮机部件： 压气机、燃烧室、涡轮的设计要点。 联合循环发电： 汽轮机与燃气轮机的结合，提高发电效率。 第八章：塔器与分离设备 填料塔与塔盘塔： 结构、工作原理、压降与传质效率的分析。 精馏与吸收： 理论板模型，多组分混合物的分离。 干燥设备： 盘式干燥、流化床干燥、喷雾干燥的工作原理与选择。 过滤与沉降设备： 离心机、过滤器、沉降槽在固液分离中的应用。 第三部分：热力设备设计与优化 本部分将引导读者掌握热力设备的工程设计方法，并介绍提升设备性能、降低能耗的优化策略。 第九章：热力设备设计流程与方法 需求分析与参数确定： 根据工艺要求确定设备的功能、容量、压力、温度等参数。 初步设计与方案比较： 确定设备类型，选择合理的结构形式。 详细设计与计算： 传热计算、流动计算、强度计算、材料选择。 设备制造、安装与调试： 质量控制、安装规范、试运行要求。 设计规范与标准： 国内外相关设计标准与行业规范的介绍。 第十章：性能评估与优化 能效评估： 热效率、㶲效率的计算与分析。 流体动力学优化： 减少流动损失，提高流体分布均匀性。 传热强化技术： 表面改性、扰流体、微通道换热器等。 节能减排策略： 余热回收利用、低品位热能利用、优化运行工况。 设备可靠性与寿命预测： 材料疲劳、腐蚀、磨损的分析与防护。 第十一章：计算机辅助设计（CAD）与仿真 CFD（计算流体动力学）在热力设备分析中的应用： 流场、温度场、压力场的模拟与可视化。 FEA（有限元分析）在结构强度分析中的应用： 受力变形、应力分布的计算。 过程模拟软件： Aspen Plus, HYSYS等在工艺流程设计与优化中的作用。 设计软件的集成与应用： 如何利用CAD/CAE软件提高设计效率与精度。 第四部分：特殊热力设备与前沿技术 本部分将拓展视野，介绍一些具有特殊功能的热力设备，并展望行业未来发展趋势。 第十二章：特种热力设备 核反应堆热工设备： 反应堆压力容器、蒸汽发生器、换料装置。 制冷与空调设备： 制冷循环原理，蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀的设计。 热管与相变材料： 高效传热元件的原理与应用。 工业炉与窑炉： 不同类型工业炉的工作原理、燃烧控制及热工要求。 第十三章：热力设备的新技术与发展趋势 绿色能源与热力设备： 太阳能热发电、地热能利用、生物质能设备。 智能制造与数字化： 传感器技术、物联网、大数据在热力设备监控与维护中的应用。 新材料在热力设备中的应用： 高温合金、陶瓷材料、纳米材料。 循环经济与能源系统集成： 提高能源综合利用效率，构建可持续能源系统。 学习目标： 通过学习本书，读者将能够： 1. 理解各种热力设备的基本工作原理和热力学基础。 2. 掌握热力设备的传热、传质、流体动力学分析方法。 3. 熟悉主流热力设备的设计流程、关键技术和选型依据。 4. 能够对热力设备进行性能评估，并提出优化改进方案。 5. 了解热力设备领域的最新技术进展和未来发展方向。 本书适用于高等院校热能工程、动力工程、化学工程、环境工程等相关专业本科生、研究生，以及从事热力设备设计、制造、运行、维护和研究的工程师与技术人员。

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从排版和学习体验的角度来看，这本书的结构设置非常注重读者的自我检验和知识内化。每一章节末尾附带的“设计挑战与求解”环节，与其说是习题，不如说是对读者理解程度的精准测试。它们往往设置得非常巧妙，要求读者综合运用前文涉及的多个知识点才能得出合理的结论，这有效地避免了死记硬背。我发现，即便是在一个看似简单的热平衡计算中，作者也巧妙地融入了新型流化床特有的返料热量传递效应，迫使读者必须重新审视传统的计算模型。这种引导性的学习模式，极大地提升了学习的效率和深度。坦白说，初次接触时，一些涉及复杂迭代计算的部分确实让人有些头疼，但作者在脚注中对计算软件接口和迭代收敛条件的说明，为后续的计算机辅助设计铺平了道路。这本书的价值在于，它不仅告诉你“怎么做”，更教会你“如何思考”在不同工况下设计参数的相互制约关系。

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读完这本书的前半部分，我最大的感受是其内容的严谨性和逻辑的递进性。它并非简单地罗列公式和标准，而是构建了一个完整的、可供工程师“步步为营”的设计心智模型。作者似乎非常清楚初学者在接触复杂热力学和流体力学交叉领域时会遇到的认知障碍，因此，他对流体动力学基础的复述部分处理得非常精妙，既没有陷入过于基础的物理学回顾，又确保了后续计算部分的理论前提无懈可击。我尤其欣赏它在计算方法论上的选择。不同于一些教材仅仅给出单一的经验公式，这本书系统地介绍了不同国际标准（如ASME或国内规范）在关键参数计算上的细微差别和适用边界。这对于我们这些需要进行国际项目对标的工程师来说，价值非凡。它教会我们不是“套用”公式，而是“理解”公式背后的物理意义和约束条件。尽管内容密度很高，但排版上留出的空白和清晰的图表辅助，使得阅读体验相对流畅。这本书更像是一位经验丰富的老工程师在手把手地指导你完成一套复杂的设计流程，而非冷冰冰的教科书。

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这本书的封面设计得相当专业，那种深沉的蓝色调和清晰的字体排版，一看就知道是面向工程技术人员的严肃读物。我是在寻找提升自己对新型锅炉设计理解的契机时发现它的。初翻目录，对“流化床”这个核心概念的深入剖析就吸引了我。虽然我个人更偏向于传统的煤粉炉设计，但技术革新的浪潮使得掌握流化床技术变得刻不容缓。我特别关注了其中关于颗粒物料循环特性的章节，那部分内容详尽地梳理了气固两相流动的复杂性，对于理解床内物料的返送机制至关重要。作者没有过多地停留在理论推导的表面，而是深入到了实际工程参数的选取和优化上，这一点非常实用。比如，它详细对比了不同类型分相器在处理高负荷返料时的效率差异，并给出了具体的工程案例作为佐证。对于我们这些需要将理论转化为实际操作的设计师来说，这种由浅入深、结合实践的叙述方式，极大地降低了理解和应用的门槛。总的来说，它提供了一个非常扎实的理论基础和可操作性的设计框架，为我后续的项目规划提供了有力的技术支撑。

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这本书对于优化操作性能的关注度，让我这个在实际运行一线摸爬滚打多年的技术人员感到非常惊喜。很多理论书籍往往在“设计”环节戛然而止，对“运行”和“调试”中的实际难题避而不谈。但这本书的后半部分，明显体现了作者对锅炉实际“脾气秉性”的深刻洞察。例如，关于污染物排放控制的部分，它没有停留在脱硫脱硝技术的简单介绍，而是深入剖析了在不同负荷率和炉膛温度波动下，炉内氮氧化物生成和还原的动态过程，并给出了针对性的燃烧调整策略。这对于提高环保达标率至关重要。此外，对于超大型循环流化床锅炉常见的“磨损与腐蚀”问题，作者也提供了详尽的材料选择指南和防护措施建议，这些都是书本知识难以覆盖的“隐性成本”。阅读这些章节时，我感觉自己像是在参加一场高级技术研讨会，听到的都是来自前沿实践的真知灼见，而不是久经尘封的陈旧理论。

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这本书的作者显然对当前能源结构转型的趋势有着清晰的把握。现代的循环流化床锅炉越来越倾向于处理低质燃料或生物质燃料，这对炉内复杂的燃烧特性提出了更高的要求。这本书在这方面的讨论非常前沿和具有前瞻性。它花了相当篇幅来探讨燃料组分变化对床温分布、返料量需求以及残渣特性的连锁反应。特别是关于高灰分、低热值燃料的流化特性稳定性的分析，为应对未来的燃料多样化挑战提供了宝贵的预研数据。我尤其欣赏其对“灵活性运行”的关注，这在当前电力系统要求快速启停和负荷爬坡的背景下，是衡量锅炉先进性的重要指标。作者通过对关键部件设计裕度的分析，揭示了如何通过优化设计来增强锅炉的动态响应能力。这本书绝非一本过时的手册，它更像是一份面向未来十年锅炉设计趋势的路线图，充满了对工程实践中未解决难题的深刻思考和积极探索。

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