本書是能源與動力工程專業(yè)的專業(yè)基礎課教材,其目的是使該類專業(yè)的學生對熱能利用原理與基本系統(tǒng)和主要裝置,動力機械與動力系統(tǒng)的工作原理、組成、結構和性能有一整體和基本的認識,同時對新能源和可再生能源的利用有所了解。全書共九章,內(nèi)容包括緒言、導論、鍋爐結構及原理、渦輪機及噴氣發(fā)動機、熱力發(fā)電與核電、內(nèi)燃動力系統(tǒng)與裝置、制冷與空調(diào)、新能源與可再生能源利用(含太陽能、風能、生物質(zhì)能、地熱能、水能、氫能與燃料電池)、換熱與蓄熱裝置、熱能與動力系統(tǒng)輔助機械等。
第3版前言
本書作為我國高校動力工程類專業(yè)教學指導委員會的“九五”規(guī)劃教材及普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材使用至今已有近15年的歷程。近年來,在大數(shù)據(jù)、云計算、能源互聯(lián)網(wǎng)等一系列新型科學技術的推動下,在循環(huán)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟發(fā)展模式的戰(zhàn)略方針指導下,各個領域都有了很大的發(fā)展和進步。
在這樣的新形勢下,教育部提出高等院校要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、卓越工程師等目標,因而對教材的編寫有了更高的要求。本書作為專業(yè)基礎課教材,本次修訂除了保持上一版的原有基本宗旨和基本內(nèi)容外,將積極反映新的與本專業(yè)緊密相關的科學技術內(nèi)容,加強與工程實際聯(lián)系及實踐教學。
概括起來,本次修訂著重從以下幾方面進行:
1)各章加一導讀,引出該章主題和核心內(nèi)容、提出問題等。
2)更新各章內(nèi)容,刪除陳舊和不常用的內(nèi)容。
3)加強與實際聯(lián)系,補充必要的工程內(nèi)容。
4)更改陳舊數(shù)據(jù)、指標。
5)改進圖形與曲線的表示(雙色),并附有部分二維碼掃描動畫,提高視覺效果。
6)安排實踐教學的探索。本書由天津大學王中錚教授主編。各章編寫分工為:緒言、第一章及第八章中蓄熱裝置,王中錚;第二章及第八章中熱交換器,西安交通大學惠世恩;第三章,上海理工大學陶正良;第四章,天津大學李惟毅;第五、九章,天津大學高文志;第六、七章,天津大學趙軍。此外,與本書配套的多媒體課件由天津大學高文志教授負責制作。
全書由曾任西安交通大學校長及教育部能源動力類專業(yè)教學指導委員會主任委員、西安交通大學徐通模教授和曾任全國高等學校動力工程類專業(yè)教學指導委員會副主任委員、天津大學劉書亮教授主審。
本書之所以有機會再版,是因為多年來得到廣大教師和學生、社會其他方面讀者、機械工業(yè)出版社及天津大學的大力支持,同時本書被天津大學列為2015年度校級精品教材建設項目,在此一并深表謝意!
本書雖然已是第3版,但由于水平所限,很可能在內(nèi)容的選材、組織、闡述等方面仍有許多不足之處,懇切期望廣大讀者指正。
編者
第3版前言
第2版前言
第1版前言
緒言1
第一章導論4
第一節(jié)能源(熱能)及其利用4
第二節(jié)能源利用與循環(huán)經(jīng)濟、低碳
經(jīng)濟8
第三節(jié)能量轉(zhuǎn)換與利用的基本定律12
第四節(jié)能源有效利用的評估16
第五節(jié)熱能與動力裝置的組成和工作
條件及基本要求23
第六節(jié)動力機械與動力傳動25
第七節(jié)熱能與動力技術和環(huán)境27
思考題和習題30
參考文獻31
第二章鍋爐結構及原理32
第一節(jié)概述32
第二節(jié)燃料特性與熱工計算40
第三節(jié)鍋爐燃燒設備54
第四節(jié)鍋爐受熱面73
第五節(jié)鍋爐水動力特性82
第六節(jié)余熱鍋爐的結構及工作特點89
思考題和習題91
參考文獻92
第三章渦輪機及噴氣發(fā)動機93
第一節(jié)概述93
第二節(jié)熱力渦輪機級的基本理論101
第三節(jié)渦輪機級的損失與效率107
第四節(jié)多級渦輪機114
第五節(jié)汽輪機的變工況121
第六節(jié)供熱式汽輪機126
第七節(jié)火箭及噴氣發(fā)動機131
第八節(jié)水輪機概述136
思考題和習題140
參考文獻141
第四章熱力發(fā)電與核電142
第一節(jié)熱力發(fā)電常用循環(huán)143
第二節(jié)熱力系統(tǒng)149
第三節(jié)熱經(jīng)濟性指標156
第四節(jié)新型熱力循環(huán)/能源系統(tǒng)160
第五節(jié)核能發(fā)電原理及系統(tǒng)167
第六節(jié)核電的經(jīng)濟性與安全性、
可靠性173
思考題和習題175
參考文獻176
第五章內(nèi)燃動力系統(tǒng)與裝置177
第一節(jié)內(nèi)燃機的基本結構及工作原理177
第二節(jié)內(nèi)燃機的組成及工作系統(tǒng)185
第三節(jié)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)及性能指標205
第四節(jié)可燃混合氣的形成與燃燒216
第五節(jié)內(nèi)燃機的排放與凈化221
第六節(jié)代用燃料226
思考題和習題228
參考文獻228
第六章制冷與空調(diào)229
第一節(jié)概述229
第二節(jié)蒸氣壓縮式制冷原理231
第三節(jié)制冷壓縮機243
第四節(jié)冷水機組247
第五節(jié)吸收式制冷250
第六節(jié)熱泵技術及其應用257
第七節(jié)空調(diào)系統(tǒng)262
思考題和習題268
參考文獻269
第七章新能源與可再生能源利用270
第一節(jié)太陽能270
第二節(jié)風能281
第三節(jié)生物質(zhì)能291
第四節(jié)地熱能295
第五節(jié)水能300
第六節(jié)氫能與燃料電池307
思考題和習題314
參考文獻315
第八章?lián)Q熱與蓄熱裝置316
第一節(jié)熱交換器的結構與傳熱計算316
第二節(jié)熱交換器設計計算基本方法326
第三節(jié)熱能儲存原理334
第四節(jié)蓄熱技術的應用及蓄熱器熱
設計338
思考題和習題342
參考文獻343
第九章熱能與動力系統(tǒng)輔助機械344
第一節(jié)概述344
第二節(jié)泵345
第三節(jié)風機348
第四節(jié)泵與風機的運行351
思考題和習題353
參考文獻353
教學實踐354