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出版者:Natl Learning Corp

作者:Rudman, Jack

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1994-12

价格:$ 45.14

装帧:Pap

isbn号码:9780837305554

丛书系列:

图书标签:

• Operating Engineer
• Stationary Engineer
• Boilers
• Engines
• Power Plants
• HVAC
• Mechanical Engineering
• Industrial Maintenance
• Steam Systems
• Troubleshooting

《蒸汽动力学的奥秘：从理论到实践的探索》 本书是一部深入浅出、全面解析蒸汽动力学及其在现代工业中广泛应用的专著。它并非简单罗列技术参数或操作指南，而是致力于揭示蒸汽动力背后深层的物理原理，并在此基础上探讨其工程实现的可能性与挑战。 第一章：蒸汽的生成与特性 本章将从热力学第一定律和第二定律的视角出发，深入剖析水在不同压力和温度下的相变过程，详细阐述蒸汽的生成机理。我们将探讨过热蒸汽、饱和蒸汽以及湿蒸汽的差异，并通过翔实的图表和数据，呈现蒸汽的焓、熵、比容等关键物理性质，为后续章节的理论分析奠定坚实基础。此外，本章还将简要回顾历史，介绍早期蒸汽机发展中对蒸汽特性理解的演进，为读者提供一个宏观的历史视角。 第二章：蒸汽的膨胀与能量转化 蒸汽机作为将热能转化为机械能的核心装置，其工作原理离不开蒸汽的膨胀过程。本章将重点阐述绝热膨胀、多变膨胀等理想化模型，并通过分析能量守恒原理，量化蒸汽在膨胀过程中释放的功。我们将探讨不同膨胀比对蒸汽做功能力的影响，并引入理想气体状态方程在描述蒸汽膨胀时的适用性与局限性。理论分析之外，本章还将结合实际案例，分析蒸汽轮机、往复式蒸汽机等典型蒸汽动力装置的膨胀过程，剖析其能量转化效率的决定因素。 第三章：蒸汽锅炉的设计与运行 锅炉是蒸汽动力的“心脏”，其设计和运行直接关系到整个系统的效率和安全性。本章将从传热学原理出发，深入分析锅炉中火焰、烟气与水之间的热交换过程。我们将详细介绍不同类型的锅炉，如火管锅炉、水管锅炉，以及它们的结构特点、优缺点和适用范围。重点将放在燃烧机理、燃料的化学反应、烟气成分分析以及锅炉效率的优化策略。同时，本章也将涵盖锅炉的给水处理、排污、安全附件的设置与维护等方面，力求从宏观到微观，全面展现锅炉的工程技术要点。 第四章：蒸汽轮机的原理与应用 蒸汽轮机以其高效率、大功率的特点，在发电、船舶推进等领域占据着举足轻重的地位。本章将详细解析蒸汽轮机的基本结构，包括喷嘴、叶轮、汽缸等核心部件。通过对流体动力学和能量守恒的深入分析，我们将阐述蒸汽在叶片上的加速、冲击过程，以及动能如何转化为机械功。本章还将区分不同类型的蒸汽轮机，如冲动式、反动式，并分析它们的性能特点和适用场合。此外，还将探讨蒸汽轮机在不同工况下的性能表现，以及效率损失的主要来源，如摩擦损失、泄露损失等。 第五章：往复式蒸汽机的演进与现代意义 尽管蒸汽轮机在效率上更胜一筹，但往复式蒸汽机在历史上扮演了至关重要的角色，并在特定领域仍有其存在的价值。本章将追溯往复式蒸汽机的设计演进，从早期的单缸机到复式缸、双作用缸，分析其结构优化带来的性能提升。我们将详细讲解蒸汽阀门机构（如滑阀、柱塞阀）的作用原理，以及曲柄连杆机构如何实现往复运动的直线化。虽然其在大型动力装置中的地位被取代，但本章仍将探讨往复式蒸汽机在小型设备、历史还原项目中的应用案例，并分析其独特的工程魅力。 第六章：热力循环与能量优化 理解并优化蒸汽动力系统的能量利用是实现高效运作的关键。本章将引入卡诺循环、朗肯循环等经典热力学循环模型，深入剖析理想循环与实际循环之间的差异。我们将重点分析实际朗肯循环中存在的能量损失，如锅炉热损失、汽轮机效率损失、冷凝器传热损失等。本章将详细介绍各种提高蒸汽动力系统效率的手段，包括中间再热、回热循环、联合循环等，并通过数学模型进行量化分析。同时，还将探讨如何通过优化参数，如蒸汽参数、背压等，来最大化系统的输出功率和能源利用率。 第七章：材料科学与蒸汽动力装置 蒸汽动力装置需要在高温高压环境下长期稳定运行，对材料的选择和性能提出了极高的要求。本章将聚焦于与蒸汽动力相关的关键材料，如锅炉钢材、汽轮机叶片合金、管道材料等。我们将探讨这些材料在高温下的强度、塑性、抗蠕变性、抗氧化性等关键力学和化学性能。此外，本章还将介绍材料的腐蚀与防护技术，例如水处理对锅炉内部腐蚀的影响，以及高温合金的表面处理技术。读者将了解到，先进材料科学的发展是蒸汽动力技术不断进步的重要支撑。 第八章：安全性与环境考量 蒸汽动力系统，特别是大型锅炉和高压管道，潜在的风险不容忽视。本章将集中探讨蒸汽动力装置的安全性设计与风险管理。我们将详细介绍锅炉的安全附件，如安全阀、水位计、压力表等的作用原理和定期校验要求。同时，还将讨论管路系统的应力分析、疲劳寿命预测以及失效模式的预防。在环境方面，本章将分析蒸汽动力系统产生的污染物，如烟尘、二氧化硫、氮氧化物等，并介绍相应的减排技术，如脱硫、脱硝装置。还将探讨水资源的循环利用和热能回收，以降低对环境的影响。 第九章：未来展望与技术前沿 蒸汽动力技术并非停滞不前，其在能源结构转型和可持续发展中仍扮演着重要角色。本章将展望蒸汽动力技术的未来发展方向。我们将探讨超临界、超超临界蒸汽参数的应用，以及其带来的效率提升。还将关注新型燃烧技术的应用，如低氮氧化物燃烧技术，以及碳捕集与封存（CCS）技术在蒸汽动力领域的潜在应用。此外，还将简要介绍分布式能源系统、微型蒸汽动力装置等新兴领域的发展。 本书旨在为读者提供一个关于蒸汽动力学全面而深入的理解框架，它不仅适用于相关专业的工程师和技术人员，也能为对能源科学和工程技术感兴趣的广大读者提供宝贵的知识财富。通过理论与实践的结合，本书将带领读者一起探索蒸汽动力学的无穷魅力。

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