鍋爐原理與設備 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:徐生榮 編

出品人:

頁數:314

译者:

出版時間:2009-8

價格:34.00元

裝幀:

isbn號碼:9787508467948

叢書系列:

圖書標籤:

• 鍋爐原理
• 鍋爐設備
• 熱力工程
• 能源工程
• 工業鍋爐
• 鍋爐設計
• 鍋爐運行
• 鍋爐維修
• 鍋爐安全
• 燃燒技術

《熱力工程學：能量轉換與係統優化》 內容概要 《熱力工程學：能量轉換與係統優化》是一部深入探討能量轉換基本原理及其在各類工程係統中優化應用的高等工程技術專著。本書全麵而係統地闡述瞭熱力學第一、第二定律在實際工程中的應用，重點關注能量的産生、傳遞、利用與耗散的全過程。內容涵蓋瞭從基礎的熱力學循環到復雜的熱力係統設計與運行，旨在為讀者提供一套紮實的理論基礎和實用的工程分析方法。 章節詳情 第一部分：熱力學基礎與能量轉換原理 第一章：熱力學基本概念與定律 本章係統迴顧和深入講解瞭熱力學的核心概念，包括係統、狀態、過程、功、熱、焓、熵等。 詳細闡述瞭熱力學第一定律（能量守恒定律）的宏觀和微觀錶述，並通過豐富的工程實例，如活塞-氣缸係統、流動係統中的能量方程，展示其在分析能量轉化中的關鍵作用。 著重介紹瞭熱力學第二定律，包括其剋勞修斯和開爾文-普朗剋錶述，以及熵的概念及其在不可逆過程中的增長。通過卡諾循環等理想熱力循環的分析，揭示瞭熱機效率的理論極限，為理解能量利用的有效性奠定基礎。 討論瞭熱力學第三定律的意義，以及其在絕對零度下的應用。 引入瞭理想氣體和實際氣體的熱力學性質，包括狀態方程、比熱容等，為後續章節的計算和分析提供必要的物性參數。 第二章：熱力學循環分析 本章將熱力學基本定律應用於各種能量轉換循環，重點分析其性能和效率。 詳細介紹瞭麵嚮功率生産的朗肯循環，包括其理想形式和實際過程的偏離，如泵功、汽輪機效率、鍋爐熱量輸入、冷凝器熱量輸齣以及實際存在的損失。通過分析關鍵參數（如過熱度、迴熱抽汽）對循環效率的影響，指導實際熱力係統設計。 深入探討瞭布雷頓循環，這是燃氣輪機和噴氣發動機的核心循環。分析瞭壓縮機和渦輪機的效率，以及燃燒室的絕熱加熱過程，並討論瞭如何通過中間冷卻、聯閤循環等方式提高其性能。 介紹瞭奧托循環和狄塞爾循環，這是往復式內燃機的基本循環模型。分析瞭其工質的絕熱壓縮與膨脹，以及恒容或恒壓加熱過程，並探討瞭其與實際發動機性能的關係。 討論瞭製冷循環，包括蒸汽壓縮式製冷循環和吸收式製冷循環，重點在於其工作原理、製冷劑的選擇以及性能係數（COP）的計算。 引入瞭熱泵循環的概念，將其與製冷循環進行對比，強調其在供暖領域的應用。 第三章：工質的性質與相變 本章聚焦於熱力學係統中作為能量載體的工質（如水、蒸汽、空氣、製冷劑等）的性質。 詳細介紹瞭物質的狀態方程，包括理想氣體狀態方程和更復雜的範德華方程等，以描述氣體在不同壓力、溫度下的行為。 深入研究瞭水的飽和性質（飽和溫度、飽和壓力、飽和焓、飽和熵等）以及過熱蒸汽和過冷水的性質。通過水蒸汽錶和 Mollier 圖（焓-熵圖），展示瞭如何直觀地分析蒸汽的性質和過程。 討論瞭製冷劑的選取原則、性質及其在製冷循環中的應用。 闡述瞭相變的物理過程，包括蒸發、冷凝、沸騰、汽化等，並分析瞭相變過程中伴隨的潛熱和顯熱。 第二部分：熱量傳遞與熱交換原理 第四章：熱傳導 本章深入講解瞭熱量在固體、液體和氣體中通過分子振動和自由電子移動進行傳遞的方式。 詳細介紹瞭傅裏葉導熱定律，包括穩態導熱和瞬態導熱。通過對平麵壁、圓筒壁、球殼等典型幾何形狀的穩態導熱分析，推導瞭其溫度分布和熱流密度計算公式。 討論瞭不同材料的熱導率對傳熱速率的影響。 引入瞭熱阻的概念，用於簡化復雜結構的導熱分析。 初步探討瞭對流換熱和輻射換熱在不同介質中的作用。 第五章：對流換熱 本章 fokus 瞭熱量在流體（液體和氣體）中的傳遞，主要通過流體的宏觀運動實現。 區分瞭自然對流（由於密度差引起的流體運動）和強製對流（由於外部動力如風扇、泵引起的流體運動）。 詳細介紹瞭對流換熱的努賽爾準數（Nu）、雷諾數（Re）、普朗特數（Pr）和格拉曉夫數（Gr）等無量綱準數，並給齣瞭不同流動邊界條件下的經驗關聯式，用於計算對流換熱係數。 分析瞭層流和湍流對對流換熱的影響。 探討瞭強化對流換熱的技術，例如增加錶麵積、強化湍流等。 第六章：輻射換熱 本章研究瞭物體不依賴介質，通過電磁波形式傳遞熱量的方式。 介紹瞭黑體輻射的普朗剋定律、斯特藩-玻爾茲曼定律和維恩位移定律。 深入分析瞭灰體和實際物體的輻射特性，包括其發射率和吸收率。 闡述瞭錶麵之間的輻射換熱計算，引入瞭形狀因子（視圖因子）的概念，用於確定不同錶麵之間的輻射能量交換比例。 討論瞭輻射在高溫設備、真空環境以及與對流換熱耦閤時的重要性。 第七章：熱交換器 本章將前述熱量傳遞的原理應用於實際的熱交換設備設計與分析。 介紹瞭不同類型熱交換器的結構與工作原理，包括殼管式換熱器、闆式換熱器、套管式換熱器和空氣冷卻器等。 詳細闡述瞭傳熱總係數（U）的概念，並推導瞭其計算方法，考慮瞭導熱、對流和附著汙垢的熱阻。 介紹瞭傳熱溫差（ΔT）的概念，包括算術平均溫差（AMTD）和對數平均溫差（LMTD），以及逆流、並流和交叉流等不同流動方式對 LMTD 的影響。 講解瞭熱交換器的設計流程和性能評估方法，以及換熱效率的計算。 討論瞭汙垢對熱交換器性能的影響及其清洗維護。 第三部分：熱力係統設計與優化 第八章：能源係統的效率與經濟性分析 本章關注如何從能量利用效率和經濟角度對各類能源係統進行評估與改進。 詳細介紹瞭火用分析（Exergy Analysis），這是一種基於熱力學第二定律的更深刻的能量品位分析方法。通過計算火用損失，能夠更準確地識彆係統中能量品位最高、最有價值的能量的耗散點，從而指導優化方嚮。 討論瞭能量品位的概念，以及不同形式能量的有效性差異。 引入瞭能源效率（Energy Efficiency）和火用效率（Exergy Efficiency）的概念，並對比其在係統評估中的優劣。 探討瞭經濟性分析的基本原理，包括投資迴收期、淨現值等方法，以及如何將技術性能與經濟成本相結閤，實現係統的最優設計。 分析瞭能源價格波動、環保政策等外部因素對係統經濟性的影響。 第九章：熱力係統集成與優化 本章探討如何將多個熱力單元或係統進行有機組閤，以實現整體效率的提升和資源的有效利用。 重點介紹瞭熱電聯産（CHP）係統，分析瞭其原理、設備組成（如背壓式汽輪機、抽汽冷凝式汽輪機）以及與純發電或純供熱係統的性能對比，強調其在提高一次能源利用率方麵的優勢。 詳細闡述瞭聯閤循環發電（IGCC）的概念，特彆是燃氣輪機和蒸汽輪機聯閤運行的優勢，以及其在提高發電效率方麵的作用。 討論瞭熱泵輔助係統，例如利用工業餘熱或廢熱通過熱泵進行增溫，用於區域供熱或工業過程。 研究瞭熱力係統集成（System Integration）的方法論，包括 Pinch 技術在集成過程中的應用，以找到最佳的能量匹配和流體連接。 探討瞭動態模擬與優化，利用計算機模型預測係統在不同工況下的運行錶現，並進行參數優化，以實現更靈活和高效的運行。 第十章：過程控製與自動化 本章關注如何通過現代控製技術來確保熱力係統的安全、穩定、高效運行。 介紹瞭自動控製的基本原理，包括反饋控製、前饋控製等。 詳細講解瞭PID 控製器的工作原理及其在溫度、壓力、流量等參數控製中的應用。 討論瞭傳感器與執行器的技術，包括各種溫度傳感器（熱電偶、熱電阻）、壓力傳感器、流量計以及調節閥等。 介紹瞭分布式控製係統（DCS）和可編程邏輯控製器（PLC）在現代熱力係統自動化中的作用。 探討瞭安全儀錶係統（SIS）在防止重大事故發生中的關鍵作用，以及聯鎖保護邏輯。 討論瞭數據采集與監控係統（SCADA）在實時監控、數據記錄和趨勢分析中的功能。 展望瞭智能控製和人工智能在未來熱力係統優化與故障診斷中的應用前景。 總結 《熱力工程學：能量轉換與係統優化》不僅是一本基礎理論的教科書，更是一本麵嚮工程實踐的指南。本書通過嚴謹的理論推導、豐富的工程案例和深入的係統分析，為讀者提供瞭理解和解決現代熱力工程中復雜問題的有力工具。無論是進行能源係統的設計、運行、維護，還是進行相關的科學研究，本書都將是寶貴的參考資料。本書強調瞭能量的有效利用、係統的優化設計和現代控製技術的應用，以期推動能源科學與工程的進步，為可持續發展貢獻力量。

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