North American Combustion Handbook pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:North Amer Manufacturing Co

作者:Reed, Richard J.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:

价格:55

装帧:HRD

isbn号码:9780960159635

丛书系列:

图书标签:

• Combustion
• North America
• Energy
• Engineering
• Chemical Engineering
• Fuel
• Industrial Processes
• Heat Transfer
• Environmental Science
• Power Generation

《工业过程热力学与流体力学基础》 本书聚焦于工业生产中至关重要的热力学与流体力学两大核心领域，旨在为工程技术人员、科研人员以及相关专业学生提供一套全面、深入且极具实践指导意义的理论与应用框架。全书内容紧密围绕工业过程的优化、效率提升与安全运行展开，避免了对特定燃烧技术的冗余探讨，而是构建了一个广阔的、适用于所有热力学驱动过程的坚实基础。 第一部分：热力学基础与过程分析 本部分系统梳理了热力学的基本定律，并将其应用于复杂的工业系统分析。我们首先回顾了宏观与微观热力学的基本概念，包括状态函数、过程、平衡态的定义，为后续的工程应用奠定理论基石。 1.1 热力学第一定律在开放系统中的应用： 重点阐述了能量守恒原理在连续流动的工业设备，如泵、压缩机、换热器和反应器中的具体表达形式——容积控制方程。详细分析了稳态与非稳态过程下的能量平衡，特别是考虑了系统边界功（如轴功）和热量传递对系统总能量变化的影响。 1.2 热力学第二定律与熵的增量： 本章深入探讨了热力学第二定律在判断过程可行性与效率极限中的核心作用。详细介绍了熵增原理，并将其推广至不可逆过程的分析。核心内容包括： 朗金循环与布雷顿循环的深入剖析： 侧重于实际工业蒸汽动力装置（如电厂锅炉-汽轮机系统）和燃气轮机的工作原理、效率限制，以及如何通过再生、回热、中间冷却等技术手段来逼近卡诺效率极限。 㶲（Exergy）分析法： 作为第二定律的工程化工具，本书提供了详尽的㶲分析方法论。通过㶲的损失计算，精确识别出工业流程中能量退化最严重、最需要改进的环节，例如高品位热能的浪费或压力损失导致的有效能损耗。这为过程的本质性优化提供了量化依据，而非仅仅依赖于能量守恒的视角。 1.3 相平衡与物质传递： 讨论了多组分系统的相平衡理论，包括气液平衡（VLE）和固液平衡（SLE）。详细介绍了理想溶液模型（如Raoult定律）的局限性，并引入了非理想溶液模型（如Wilson、NRTL、UNIQUAC方程）在化工分离过程（如精馏塔设计）中的应用。此外，还探讨了化学势在多相平衡体系中的关键作用。 第二部分：工业流体力学与输运现象 本部分将焦点转向了流体的运动、能量和物质的传递，这是所有涉及物料输送和混合过程的工业系统的基础。 2.1 流体动力学基础： 涵盖了牛顿流体和非牛顿流体的本构关系。重点分析了纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes Equations）的简化形式在工程上的应用，包括伯努利方程的适用范围及修正。 2.2 管道流动与阻力计算： 详细分析了圆管和非圆截面管道中的层流与湍流。引入了雷诺数、摩擦因子图（Moody Chart）的精确应用，并着重讨论了管件（阀门、弯头、放大器等）引起的局部阻力计算方法。这部分内容直接服务于泵、压缩机选型和管网压力降的精确估算。 2.3 动量、热量与质量传递的耦合： 探讨了动量（流速）、热量（温度）和质量（浓度）在流动介质中同时传递的现象，即输运现象。 对流换热理论： 深入分析了无量纲数（Nusselt数、Prandtl数、Peclet数）在描述强制和自然对流换热中的作用。提供了管内、管外、壳管式换热器中传热系数的经验关联式和理论模型，并结合LMTD和$epsilon-NTU$方法进行换热器性能的评估与设计。 扩散与对流的相互作用： 阐述了Fick扩散定律与流体运动相结合时物质传递的复杂性，为混合、萃取和吸收塔的设计提供理论工具。 第三部分：工业过程建模与动态响应 本部分将理论知识与现代过程控制及系统动态分析相结合，提升对实际运行中系统行为的理解和预测能力。 3.1 过程控制元件的流体与热力学特性： 分析了调节阀、计量泵等控制执行器的流体动力学特性，以及它们如何影响整个控制回路的传递函数。 3.2 一维过程模型的建立： 重点介绍了如何利用质量、能量和动量守恒定律，对集总参数系统（Lumped Parameter Systems，如储罐、简单反应器）和分布参数系统（Distributed Parameter Systems，如长管道、填充塔）建立微分代数方程组（DAE/ODE）。 3.3 动态响应分析： 使用拉普拉斯变换和传递函数描述系统对阶跃、正弦扰动的响应。讨论了系统的一阶、二阶惯性特性，以及延迟时间对过程稳定性的影响。这部分内容旨在帮助工程师理解和设计更鲁棒的过程控制策略，从而应对负荷波动和环境变化。 总结 本书的编撰遵循“从第一性原理出发，回归工程实践需求”的原则。它提供了一种超越特定技术细节的通用分析工具箱，使读者能够系统性地分析任何涉及流体、热能转换和物质交换的工业过程。本书结构严谨，数学推导详实，同时配有大量的工程实例与案例分析，确保读者不仅掌握“是什么”，更能理解“为什么”和“如何做”。全书致力于培养读者运用热力学和流体力学原理解决复杂、多变量工业难题的能力。

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作为一名独立的技术顾问，我经常需要在短时间内快速了解一个全新行业的燃烧特性，比如从传统的燃油锅炉转向生物质气化发电系统。对于这种跨行业的知识迁移，我需要的是一本能够提供坚实“基本盘”知识体系的书。这本书在这方面做得非常出色，它的结构设计如同一个完美的知识漏斗，从最底层的物理定律开始，层层递进，最终汇聚到最复杂的系统集成应用层面。我特别喜欢它对“燃烧诊断”那一块内容的详述，它不仅仅是告诉你“哪里错了”，更重要的是提供了一套系统的排查流程。比如，当出现火焰位置异常后，手册会指导你依次检查燃料质量、风温、风速分布，以及最关键的——燃烧室内的压力梯度变化。这套系统性的思维训练，远比零散的故障排除指南要有效得多。此外，它对不同燃烧器设计（如文丘里喷嘴、旋流器等）的特性曲线图给得非常详尽，这让我在评估客户现有设备性能衰退时，有了一个明确的基准线可以参考，极大地提高了我的评估效率和准确性。

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这本书的深度和广度，简直令人叹为观止。我是一名在大学里教授能源工程的研究人员，我的主要工作是探索下一代低碳燃烧技术，比如贫油预混燃烧和等离子体辅助点火。在学术研究中，我们对底层物理机制的要求极高，需要精确的反应动力学速率常数和详细的输运模型参数。我过去常常需要跨越好几本不同的专业书籍——一本关于化学动力学的，一本关于流体动力学的——才能拼凑出我们需要的完整模型输入集。然而，《北美燃烧手册》的出现，极大地简化了我的工作流程。它在动力学部分对C1到C3碳氢化合物的基元反应网络进行了非常详尽的梳理，并且引用了最新的实验数据来验证模型的准确性。更让我惊喜的是，它在计算流体力学（CFD）应用的章节中，没有仅仅停留在介绍方程组，而是深入探讨了不同雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型（如$k-epsilon$、$SST$ $k-omega$）在模拟火焰稳定性和化学反应速率时的适用性偏差。这种将前沿模型技术与传统工程实践相结合的态度，使得这本书的学术价值和工程价值都达到了一个非常高的水平，对于培养研究生来说，也是无可替代的教材。

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我必须承认，我购买这本书主要是冲着它对“工业燃烧安全与排放控制”那几个章节去的。我负责一家大型石化联合装置的运行安全监督工作，对于过程安全管理（PSM）来说，任何潜在的爆炸或火灾隐患都是零容忍的。这本书在处理瞬态现象和失稳过程方面的论述，绝对是业内顶尖水准。它不仅罗列了常见的燃烧不稳定性原因，比如回流区过大或燃料/空气混合不均，还细致地分析了不同报警阈值的设定依据。特别是在超低排放控制方面，它对选择性非催化还原（SNCR）和选择性催化还原（SCR）系统的反应温度窗口、氨逃逸率的预测模型进行了详尽的对比分析，并给出了在实际烟气组分波动情况下的工程修正系数。这比厂商提供的宣传资料要严谨得多。我记得我们曾经为SCR系统氨逃逸率偏高而头疼不已，通过书中提到的基于工况实时调整喷射量和风箱压力的控制策略，我们成功地将逃逸率稳定在了目标值以下。这本书的价值在于，它把复杂的化学反应和流体力学现象，转化为可量化、可控制的工程参数，真正做到了让安全和效率并重。

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这本书，坦率地说，拿到手上时我还有些犹豫，毕竟市面上关于热力学和燃烧过程的参考书已经汗牛充栋。我是一名在化工领域摸爬滚打了快二十年的工程师，主要精力放在大型工业锅炉的优化和故障诊断上。我最看重的是实用性和数据支撑，那些只停留在理论层面、缺乏实际工程参数的书籍对我来说价值有限。然而，《北美燃烧手册》这本书，给我的感觉是它成功地在严谨的理论基础与面向实际应用的工程数据之间找到了一个极佳的平衡点。它的章节组织非常清晰，从最基础的化学计量学到复杂的湍流火焰建模，逻辑递进得非常自然，即便是需要快速查阅某个特定工况下燃料的热值或排放因子时，它的索引系统也做得相当人性化，检索效率很高。我特别欣赏它对不同类型燃料（从天然气到重油乃至生物燃料）在不同燃烧器配置下的性能对比分析，这对于我们进行设备升级改造项目时至关重要。我记得有一次处理一个燃煤循环流化床锅炉的返飞率问题，市面上很多手册只给出了通用公式，但这本书里详尽地列出了不同粒径分布和水分含量对流化特性的影响曲线图，这直接帮助我确定了优化燃烧风量的关键区间。总而言之，它不仅仅是一本“工具书”，更像是一位经验丰富的老专家在你身边随时准备提供精确指导。

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这本书的内容厚重，但阅读体验却出乎意料地流畅，这归功于作者们在案例选择和图表绘制上的匠心独运。我不是一个喜欢死抠公式的人，我更偏爱那些能够通过直观图示来理解复杂过程的书籍。这本书里的插图质量非常高，很多关键的火焰结构图、压力分布云图，都清晰地展示了物理过程的本质。比如，在解释“燃烧效率”时，它不仅仅给出了一个热效率公式，而是通过对比一个理想的完全混合燃烧室和一个实际的扩散火焰燃烧室的停留时间分布（RTD）曲线，形象地展示了未燃尽损失是如何产生的。这种将抽象概念具象化的能力，对于初学者非常友好，同时对于资深工程师来说，也是一个很好的知识回顾和深化理解的契机。我记得我曾经向我的实习生推荐这本书，他反馈说，这是他接触过的关于燃烧理论最“可视化”的一本参考书。它成功地避免了将枯燥的数学推导堆砌起来，而是将数学模型作为理解物理现象的工具，而非目的本身。这种务实的教育理念，让这本书在众多专业手册中脱颖而出，成为我书架上最常被翻阅的一本。

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