能源与动力装置基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力出版社

作者:

出品人:

页数:339 页

译者:

出版时间:2008年

价格:33.0

装帧:平装

isbn号码:9787508366906

丛书系列:

图书标签:

• 能源
• 动力装置
• 基础知识
• 机械工程
• 热能工程
• 内燃机
• 电力系统
• 新能源
• 工程技术
• 工业设备

《现代工业流程与系统优化》 内容提要： 本书旨在深入探讨现代工业生产体系的复杂性、优化策略及其在数字化转型背景下的前沿应用。它超越了单一设备或系统的范畴，聚焦于整个工业流程的宏观架构、动态平衡与效率提升。全书内容涵盖了从原材料输入、多阶段转换、能源耦合到最终产品交付的全生命周期管理，强调在资源约束和环境要求日益严格的背景下，如何通过系统工程、高级控制理论和数据驱动方法实现生产效率、产品质量和可持续性的同步优化。 第一部分：工业流程的系统化解析 本部分构建理解现代复杂工业流程的理论框架。首先，详细阐述了流程工业（如化工、冶金、食品加工）的基本拓扑结构，区分了批量生产（Batch）与连续生产（Continuous）模式的内在差异及其控制难点。重点在于流程建模，引入了基于质量守恒、能量平衡和动量传递的基础方程式，并将其应用于建立工业单元操作（如反应器、换热器、分离塔）的数学模型。 随后，深入探讨系统集成与接口管理。现代工厂往往由异构系统构成，本章分析了如何通过标准化的数据接口和信息模型（如ISA-95模型）实现车间层（Shop Floor）与制造执行系统（MES）的有效集成。探讨了“数字孪生”（Digital Twin）概念在流程模拟和预测性维护中的早期应用，强调其作为连接物理实体与虚拟模型的关键桥梁作用。 第二部分：高级流程控制与优化策略 本章是全书的核心，侧重于如何利用先进的控制理论确保流程在最佳运行点附近稳定运行。 2.1 过程控制基础回顾与提升： 简要回顾了经典的PID控制原理后，迅速过渡到更适用于复杂多变量系统的先进控制方法。详细介绍了模型预测控制（MPC）的原理、结构和约束处理能力。通过多个实际案例（如精馏塔的温度与组分协同控制），展示了MPC如何在处理输入输出耦合、长期动态响应和硬性操作约束方面展现出优越性。 2.2 优化理论在工业中的应用： 引入非线性规划（NLP）和混合整数线性规划（MILP）在生产调度与资源配置中的应用。阐述了如何将经济目标（如最小化运营成本、最大化利润）转化为可求解的数学优化问题。重点分析了如何将实时数据（如传感器读数、市场价格波动）动态地反馈给优化模型，实现实时优化（RTO），确保系统在不断变化的环境下始终处于经济最优状态。 2.3 故障诊断与容错控制： 探讨了在流程波动或设备退化时保持生产连续性的技术。介绍了基于观测器理论（如卡尔曼滤波）的状态估计方法，用于弥补传感器失效或数据质量下降的问题。同时，讨论了模糊逻辑和神经网络在早期故障模式识别中的潜力，以及如何设计切换控制策略以实现平稳的故障容忍过渡。 第三部分：能源耦合与可持续性工程 面对全球能源转型压力，本部分将流程优化与能源效率紧密结合。 3.1 工业能源系统集成： 分析了大型工业园区内，不同生产单元之间热能和动力的梯级利用潜力。详细介绍了热集成网络（HEN）的设计方法，特别是利用Pinch分析技术，确定最小公用工程需求和网络合成的理论极限。探讨了余热回收技术在提高整体能源利用率中的关键作用。 3.2 碳排放与环境约束优化： 将碳排放因子和环境法规纳入过程优化目标函数。讨论了如何通过优化原料选择、反应条件调整以及集成碳捕获、利用与封存（CCUS）单元，实现生产过程的低碳化。这需要多目标优化技术来权衡生产效益与环境影响。 第四部分：数据驱动的流程增强 本部分聚焦于工业物联网（IIoT）、大数据分析和人工智能如何重塑流程管理和优化。 4.1 工业数据采集与预处理： 强调了工业大数据（来自DCS、PLC、历史数据库）的特点（高维度、非平稳性、噪声大）。详细介绍了用于时间序列数据清洗、特征工程和异常值检测的统计方法和机器学习预处理技术，为后续建模奠定基础。 4.2 预测性维护与资产性能管理（APM）： 介绍如何利用历史运行数据、振动分析和热成像数据，建立设备健康指数模型。与传统的基于时间的维护策略不同，本章侧重于预测关键设备的剩余使用寿命（RUL），从而在不影响生产计划的前提下，安排最经济、最有效的维护窗口。 4.3 机器学习在流程优化中的前沿应用： 探讨了深度学习模型（如LSTM、Transformer）在处理复杂时间序列预测中的优势，例如对反应产率、催化剂失活速率的精确预测。同时，讨论了强化学习（RL）在探索未知或高度非线性操作空间中的潜力，以期发现超越传统专家经验的超优化控制策略。 总结与展望： 本书最后总结了系统工程、先进控制和数据科学三者融合的趋势，展望了未来高度自主化、自适应和自我优化的智能工厂的蓝图，强调了跨学科知识在应对未来工业挑战中的不可替代性。 读者对象： 本书适合从事流程工业（化工、石化、冶金、制药、电力系统）的设计、操作、控制和研发的工程师、研究人员，以及相关专业的高年级本科生和研究生。

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这本书的结构安排堪称一绝，它展现了一种高超的知识组织能力。它不像许多专业书籍那样，将各个模块割裂开来，而是构建了一个逻辑严密、层层递进的知识体系。如果你想快速找到某个特定公式的定义，可能会觉得翻找起来略微费力，因为作者更倾向于将概念融入到整体的论证流程中，而不是孤立地展示。这种处理方式的好处是，你很难将书中的任何一个章节独立出来理解。例如，对某种新型材料热传导性能的分析，会自然地衔接上对现有装置热管理策略的批判性思考。我尤其欣赏作者在描述不同动力循环时的那种辩证视角——既肯定了经典循环的普适性，又不回避其在特定工况下的局限性。这种全景式的视角，让读者得以跳出单一技术的框架，去审视整个能源动力领域的宏观格局。它更像是一部指导思想性的著作，而不是一本操作手册，它塑造的是你的思维方式，而非你的具体操作技能。

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从装帧和排版来看，这本书的设计风格透露着一种克制和专注。没有使用过多花哨的彩色插图或者夸张的字体设计，一切都服务于内容的清晰传达。这种朴实无华的风格，反而给人一种沉甸甸的信赖感。然而，别被它的外表迷惑，内容本身的深度是令人震撼的。它没有涉及当下热门的储能技术或者人工智能在能源优化中的应用，反而是扎扎实实地聚焦在能量从输入到输出的物理转化过程中。我甚至觉得，这本书更像是一本面向未来工程师的“内功心法”。它要求读者具备强大的抽象思维能力和空间想象力去追踪能量流动的轨迹。对于那些已经习惯了“即时反馈”的数字工具和应用场景的年轻读者来说，这可能是一个挑战。但正是这种对“硬核”基础的坚守，使得这本书拥有了超越时间价值的潜力。它不会因为明年某个新技术的出现而过时，因为它讨论的是亘古不变的物理定律和工程哲学。

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这本书真是让人耳目一新，它没有聚焦于那些我们习以为常的宏大叙事，而是深入到了一个更加微观、更加基础的层面。我原本以为会读到关于可再生能源政策或者核聚变前景的探讨，结果完全出乎意料。它像一位经验丰富的工匠，耐心地向我们展示了各种能量转换过程中的物理学原理和工程学细节。比如，关于热力学第二定律在实际机械系统中的应用，作者的阐述既严谨又不失生动，那些复杂的公式仿佛都被赋予了鲜活的生命力。尤其是对流体动力学在涡轮机设计中的影响分析，简直是一场视觉和智力的盛宴。你能够清晰地感受到作者对“基础”二字的深刻理解，这不是指那些陈旧过时的知识点，而是指那些支撑整个能源与动力学科大厦的坚实基石。如果你期待的是一本能帮你快速了解行业热点、指导投资决策的“速成手册”，这本书可能不太适合你。但如果你渴望真正沉淀下来，像打磨宝石一样打磨自己的专业素养，理解能量如何在最基础的层面上被操控和转化，那么它无疑是一本值得你反复翻阅的宝典。它教会我的不是“是什么”，而是“为什么是这样”。

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这本书给我的感受是，它在试图建立一座连接理论科学与工程实践的坚固桥梁，但这座桥的侧重点明显偏向于科学的严谨性。它对理想模型和实际系统偏差之间的讨论非常深入，清晰地勾勒出了“理论最优”与“现实可行”之间的鸿沟。我原本期望能在其中找到关于特定型号发动机的性能曲线对比，或者详细介绍某项最新的燃料改性技术。但这本书并没有提供这些“快餐式”的信息。相反，它花了大量的篇幅来探讨如何构建一个可靠的预测模型，以及在模型中引入哪些关键的修正因子以更接近真实世界的复杂性。这种对“不确定性”和“建模误差”的坦诚讨论，体现了作者极高的学术素养。它不是一本教你如何“制造”的指南，而是一本教你如何“思考”如何“设计”的深度思考工具。如果你期待的是一本可以直接套用图表和参数的参考书，你可能会失望；但如果你想理解这些参数背后的深刻逻辑和限制，这本书会给你远超预期的回报。

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说实话，当我打开这本书时，我的第一反应是“这会不会太枯燥了？”毕竟，“基础”两个字总是让人联想到厚厚的、充满晦涩图表的教科书。然而，作者的叙事方式却巧妙地避开了这种陷阱。他似乎有一种魔力，能把那些原本看似冰冷的技术名词，转化为一连串引人入胜的故事链条。书中对不同时代动力装置发展历程的梳理，尤其精彩。它不是简单的编年史，而是充满了对技术瓶颈和突破的深刻洞察。我印象最深的是关于燃烧效率优化的章节，作者没有直接给出最终结论，而是带领我们重走一遍那些先驱者们走过的弯路和思考路径，让你体会到每一个技术进步背后凝聚的智慧和汗水。这种“带着读者一起探索”的写作风格，极大地激发了我的求知欲。它不像是在传授知识，更像是在进行一场高质量的学术沙龙，只不过这次的“沙龙”发生在书页之间。读完后，我对那些常见于新闻报道中的“XXX动力系统”的内在机制，都有了更深层次的、去神秘化的理解。

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