能源与动力装置基础/普通高等教育“十一五”国家级规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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何国庚 编

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• 能源工程
• 动力工程
• 机械工程
• 热能工程
• 内燃机
• 电力工程
• 教材
• 高等教育
• 规划教材
• 基础课程

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508366890

版次：1

商品编码：10458252

包装：平装

开本：16开

出版时间：2008-05-01

用纸：胶版纸

页数：339

字数：533000

正文语种：中文

内容简介

　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：能源与动力装置基础》为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：能源与动力装置基础》系统地介绍了能源动力工程中主要机械、设备、装置的组成、结构、工作原理和性能。同时，在有限的篇幅中，通过优化组合、精选素材，将相关专业方向的共同基础和内容融合在一起，以达到厚基础、宽口径的目的。通过《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：能源与动力装置基础》的学习，既拓宽了专业知识面和视野，也为进一步深入学习各个不同方向的专业课打下基础。
　　 《普通高等教育“十一五”国家级规划教材：能源与动力装置基础》为热能与动力工程专业本科学生的教材，也可作为相关专业的教材，还可供相关行业能源与动力设备工程技术人员参考。

目录

前言
常用符号一览表
第一章 基础知识
第一节 绪论
第二节 分类和应用
第三节 工程热力学和流体力学基础
第四节 实际过程中常见的能量转换
思考题和习题

第二章 叶轮机械的基本理论
第一节 叶轮机械的典型结构
第二节 流体在叶轮中的运动分析
第三节 叶轮机械的基本方程式
第四节 典型静止通流部件的作用原理
第五节 一元流动分析
第六节 有限叶片数的影响
思考题和习题

第三章 叶片式工作机
第一节 叶片式工作机的结构形式和应用范围
第二节 主要性能参数和特性曲线
……
第四章 涡轮机
第五章 往复活塞式机械的结构分析
第六章 内燃机
第七章 容积式压缩机和磁
第八章 热质交换设备
第九章 锅炉及其主要部件
第十章 制冷原理与空气调气
第十一章 发电厂系统及其他动力装置
附录
参考文献

精彩书摘

第一章 基础知识
第一节 绪论
能源、材料、信息是近代社会发展的三大支柱，其中能源是最基本的物质基础。人类利用能源的历史，也就是人类认识和征服自然的历史。能源消耗的水平是人类生活水平和生活质量的重要尺度。能源与经济发展互相促进而又相互制约。能源发展包括能源总量的增长，能源品种的增加，能源质量的提高和新能源的开发。能源开发为经济发展提供了充足的燃料和动力。能源增长速度和品质的提高，受到能源资源、投资能力和技术水平的限制，从而限制了经济的过快增长和发展；经济的发展水平又影响了投资能力和技术水平，从而限制了能源的发展。矿物能源的过度开采和使用，造成空气污染、水污染，破坏生态环境，危及动植物的生存和人类的健康。因而需要大力发展节能技术和能源清洁高效开发、转化、利用技术。积极发展新能源技术，促进能源多元化。攻克一批能源开发、利用和节能重大关键技术与装备，形成一批新兴能源产业生长点。掌握新能源、氢能和燃料电池等战略高技术，建立起能源科技持续创新平台，为经济、社会可持续发展提供清洁高效能源技术的支撑。
人类可利用的能源多种多样，可以从不同的角度进行分类。如根据能源的形成条件将其分为一次能源和二次能源；根据其可否再生分为可再生能源和非再生能源；根据其利用历史状况和技术水平分为常规能源和新能源；根据其对环境的污染程度分为清洁能源（绿色能源）和非清洁能源。
一次能源是指自然界中存在的天然能源，如化石燃料、核燃料、太阳能、水力、风能、地热、海洋能、生物质能等。二次能源是由一次能源直接或问接加工转换而成的人工能源，如电能、热水、蒸汽、压缩气、石油制品、煤制品、酒精、氢气、沼气、合成燃料、激光等。
现代社会人类需要的能源形式主要有电能、热能（冷能）、机械能。自然界存在的一次能源中，除风力、水力以及部分海洋能作为机械能可以直接利用外，其他各种能源或是直接以热能形式存在，或是经过燃烧反应、原子核反应等首先将其转换为热能再予以利用。热能的取得方式主要有太阳热能、地热、燃料燃烧放热、核裂变或核聚变放热。热能还可以由电能转换而来。由热力学第二定律可知，热和功之间的转换存在着明确的方向和限度，热能是一种品位较低的能量，且其品位直接与温度有关。
机械能是物体宏观机械运动所具有的能量。与热能相比它是一种更为理想的能量形式，它能以100％的效率转换为热能，也能以非常高的效率转换为电能。机械能除少部分来自一次能源中的水力、风能、海流、潮汐和波浪外，大部分是通过某种类型的热机（如内燃机、燃气轮机、蒸汽轮机等）从热能转换而得到，或通过电动机由电能转换而来。
……

前言/序言

《能源与动力装置基础》—— 探索驱动世界的奥秘 我们生活的世界，无时无刻不被一股股无形的力量驱动着。从清晨唤醒我们的闹钟，到连接世界的交通工具，再到支撑现代工业运转的庞大机器，无一不依赖于精密的能源与动力装置。这本《能源与动力装置基础》正是为你打开这扇通往驱动世界奥秘之门的一把钥匙。它将带领你深入了解那些改变人类文明进程、塑造我们生活方式的关键技术。 一、 能量的源泉：认识我们赖以生存的能源 能源是现代社会发展的基石，没有能源，一切都将停滞。本书将从最基础的概念出发，为你系统地梳理当今世界主要的能源形式及其特性。 化石燃料的时代与挑战： 我们将首先回顾煤炭、石油和天然气这些“黑色黄金”和“蓝色火焰”在工业革命以来的巨大贡献。深入剖析它们各自的形成过程、化学组成、燃烧特性以及在不同领域的广泛应用，例如发电、交通运输、化工生产等。同时，我们也会坦诚地面对它们带来的环境挑战：温室气体排放、空气污染、资源枯竭的隐忧。理解这些，才能更深刻地认识到能源转型的迫切性。 新能源的希望与前景： 紧接着，我们将目光投向那些更清洁、更可持续的能源。 水力发电： 从宏伟的水坝到小型的径流式电站，我们将了解水力能的转化原理，分析其优缺点，以及在全球能源结构中的地位。 风力发电： 追随风的脚步，探索叶片旋转背后的空气动力学原理，介绍不同类型的风力发电机，分析风能的间歇性挑战以及储能技术的配合。 太阳能： 沐浴在阳光下，我们将学习光伏效应如何将太阳光直接转化为电能，了解太阳能热利用技术（如太阳能热水器、太阳能热发电），并探讨太阳能发电的潜力与局限。 核能： 揭开原子核的神秘面纱，了解核裂变和核聚变的基本原理，分析核电站的工作流程、安全性考量以及核废料处理问题，客观评估核能在能源供应中的作用。 生物质能： 重新审视“燃烧”的概念，了解从农作物、废弃物中提取能源的生物质能技术，分析其碳中和潜力与大规模应用的可行性。 地热能与潮汐能： 探索地球内部的热量和海洋的规律运动如何被转化为可用的能量，了解这些小众但潜力巨大的能源形式。 通过对这些能源形式的全面梳理，你将建立起对全球能源格局的宏观认识，理解不同能源的优势劣势，以及它们在未来能源体系中的可能角色。 二、 动力之魂：深入理解能量的转化与利用 能源本身只是原材料，真正让世界运转起来的是那些将能量转化为有用功的动力装置。本书将带领你走进这些“心脏”与“引擎”，探究它们的工作原理和技术细节。 热力动力装置：燃烧与膨胀的艺术 内燃机： 这是现代交通运输的灵魂。我们将详细解析汽油机和柴油机的四冲程工作循环（进气、压缩、做功、排气），理解燃料的燃烧过程、热效率的计算、以及发动机的各种关键部件（活塞、曲轴、气门、喷油嘴等）的功能。还会介绍涡轮增压、可变气门正时等提升效率和性能的技术。 外燃机（蒸汽机与燃气轮机）： 回顾工业革命的起点——蒸汽机，了解其工作原理，从烧煤产生蒸汽到推动活塞做功。随后，我们将深入研究现代化的燃气轮机，其在航空发动机、发电和船舶推进中的重要作用，理解其高温高压下的能量转化过程。 斯特林发动机： 介绍一种不同于内燃机的热机，以其独特的工作方式和潜在的高效率成为研究热点。 电力驱动：电能的生成与转化 发电机与电动机： 理解电磁感应原理，学习发电机如何将机械能转化为电能，以及电动机如何反向工作。我们将介绍不同类型的发电机（同步发电机、异步发电机）和电动机（直流电动机、交流电动机），以及它们在工业和生活中的广泛应用。 电力系统基础： 简要介绍电力传输的原理，变压器在升降电压中的作用，以及电网的运行基本概念。 新能源动力装置： 针对新兴能源，我们将探讨其特有的动力转化方式。 电动汽车动力系统： 深入了解电池技术（锂离子电池等）、电动机、电机控制器以及能量回收系统在电动汽车中的集成应用。 混合动力系统： 分析传统内燃机与电动机协同工作的原理，介绍串联、并联和混联式混合动力架构，以及其在提高燃油经济性方面的优势。 燃料电池： 探索燃料电池将化学能直接转化为电能的神奇过程，重点介绍氢燃料电池的原理、组成以及其在零排放交通和发电领域的潜力。 三、 装置的优化与发展：提升效率，迈向未来 掌握了基本原理之后，本书将进一步引导你思考如何让这些能源与动力装置变得更好。 能量效率的提升： 深入分析影响热机效率的关键因素，如燃烧过程的优化、热损失的减少、能量回收的利用等。探讨如何通过改进设计、采用新材料和先进控制技术来提高能源利用率。 排放控制与环保技术： 面对日益严峻的环境问题，本书将介绍各种减少有害气体排放的技术，包括催化转化器、颗粒物过滤器、选择性催化还原（SCR）技术等。理解这些技术对于实现可持续发展的重要性。 智能化与自动化： 探讨如何运用现代电子技术、传感器和计算机控制系统，实现能源与动力装置的智能化运行、故障诊断和远程监控，提高系统的可靠性和运行效率。 未来展望： 简要介绍一些前沿的能源与动力技术，如可控核聚变、先进储能技术、智能化能源网络等，描绘未来能源与动力领域的发展蓝图。 四、 学习的意义与价值 学习《能源与动力装置基础》，不仅仅是掌握一门工程技术，更是理解我们所处世界的运作机制。 培养科学思维： 通过对能量转化、热力学、流体力学、电磁学等基本原理的学习，系统地培养你的科学分析和逻辑推理能力。 认识工程实践： 了解实际工程中设备的设计、制造、运行和维护过程，为未来从事相关领域的学习和工作打下坚实基础。 理解社会发展： 能源与动力是驱动社会进步的根本动力。学习这些知识，能够让你更深刻地理解能源危机、气候变化等全球性问题，并能为解决这些问题贡献智慧。 拓展职业道路： 本书内容涵盖了能源、机械、汽车、航空航天、环境工程等多个重要学科领域，为你的未来职业发展提供了广阔的视野和坚实的技术储备。 《能源与动力装置基础》将以清晰的逻辑、严谨的论证和丰富的实例，带你走进一个充满智慧与活力的领域。无论你是即将踏入大学校门的学子，还是希望提升专业素养的工程师，这本书都将是你不可或缺的参考。让我们一同探索驱动世界的奥秘，为创造更美好的未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书在阐述与能源及动力装置相关的环保和可持续发展问题时，展现了其前瞻性和深刻性。它不仅仅关注了能量的产生和利用，更将环境因素置于重要位置。书中详细分析了化石燃料燃烧产生的温室气体、污染物排放对气候变化和空气质量的影响，并列举了大量的相关数据和研究成果。这让我深刻认识到，能源发展必须与环境保护协同进行。同时，书中也大力推广了清洁能源技术和绿色能源发展理念。对于可再生能源的开发利用，书中不仅描述了其技术原理，更分析了其在降低碳排放、改善环境方面的巨大潜力。书中也讨论了如何通过技术创新来减少传统动力装置的污染排放，例如催化转化器、颗粒物过滤器等。这本书让我看到了能源领域在实现可持续发展目标方面所面临的挑战，以及为此付出的努力和取得的成就，极大地增强了我对未来能源发展的信心。

评分☆☆☆☆☆

这套教材的内容详实，对于初学者来说，如我这样对能源领域充满好奇但又缺乏系统性知识的人，无疑是打开新世界大门的钥匙。书中的第一部分，重点阐述了能源的种类、来源以及发展历程，从最基础的煤炭、石油、天然气，到新兴的可再生能源如太阳能、风能、水能，再到核能的原理与应用，都进行了深入浅出的讲解。作者并没有停留在概念的层面，而是通过大量的图表和实例，生动地展示了不同能源形式的特点、优势以及面临的挑战。比如，在介绍太阳能时，它不仅讲解了光伏效应和光热发电的原理，还列举了全球不同地区太阳能资源的分布情况，以及太阳能电池板的技术发展和成本变化趋势。这让我能够更直观地理解，为什么太阳能正在成为全球能源转型的重要组成部分。同时，书中对能源消耗的现状和未来预测也提供了宝贵的视角，让我认识到能源供需平衡的重要性，以及合理利用能源对社会可持续发展的深远影响。对于每一个章节，作者都精心设计了小结和思考题，这极大地帮助我巩固了所学知识，并鼓励我去主动探索更深层次的问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书在解释动力装置的原理方面，可以说是做到了极致的细腻和严谨。它从热力学最基本的定律入手，循序渐进地介绍了内燃机、外燃机（如蒸汽轮机、燃气轮机）以及电动机等各种动力装置的工作原理。我尤其喜欢书中对涡轮机部分详细的图示分析，那些关于叶片形状、气流组织、以及能量转换过程的剖析，即便没有扎实的工程背景，也能大概理解其精妙之处。书中不仅仅停留在理论层面，还非常贴合实际地讨论了不同动力装置在效率、排放、可靠性以及应用场景方面的优劣。例如，在对比蒸汽轮机和燃气轮机时，它详细分析了它们的循环特点、适用的燃料类型、以及在发电和航空领域的应用差异。书中还涉及了一些关键的辅助系统，如冷却系统、润滑系统、进排气系统等，这些细节的阐释，让我明白了任何一个复杂的动力装置，都是由众多精密部件协同工作的结果。对这些基础知识的掌握，为我今后深入学习更复杂的动力系统打下了坚实的基础，让我不再对那些看似高深的技术望而却步，而是充满了学习的兴趣和信心。

评分☆☆☆☆☆

在阅读的过程中，我惊喜地发现这本书在动力装置的运行控制与监测方面，也进行了相当详尽的介绍。它并没有回避现代动力装置中日益重要的自动化和智能化概念。书中详细讲解了各种传感器的工作原理，以及如何利用这些传感器收集到的数据来实时监测动力装置的运行状态，例如温度、压力、转速、流量等关键参数。更重要的是，它还介绍了如何通过控制系统，例如PLC（可编程逻辑控制器）和DCS（分布式控制系统），来根据实时数据调整动力装置的运行参数，以达到最佳的运行效率和安全性。书中还涉及了一些故障诊断和预测性维护的理念，这让我了解到，通过先进的监测技术，可以提前发现潜在的故障，从而避免重大的事故发生，并延长设备的使用寿命。这种将理论知识与实际工程应用紧密结合的介绍方式，对于想要了解现代能源动力系统如何进行智能化管理的读者来说，非常有价值。

评分☆☆☆☆☆

我非常欣赏这本书在能量转换效率和优化方面的论述。它不仅仅是简单地介绍动力装置的结构，更重要的是深入探讨了如何在各个环节提高能源的利用效率。书中花了相当大的篇幅讲解了能量损失的来源，比如摩擦损失、散热损失、未完全燃烧损失等等，并针对这些损失提出了具体的改进措施。我印象深刻的是关于热力循环优化的部分，它详细介绍了如何通过多级加热、回热等技术来提高蒸汽动力装置的效率，这让我认识到，即使是在看似成熟的技术中，仍有巨大的改进空间。此外，书中还涉及了对不同能源形式进行耦合利用的思路，例如热电联产、冷热电联供等，这些技术能够显著提高整体能源的综合利用率，减少能源浪费。对于一个普通读者来说，理解这些复杂的优化策略可能需要一些耐心，但书中清晰的逻辑和丰富的案例，使得这些内容并非难以消化。它让我明白，能源的有效利用不仅仅是技术的进步，更是对资源负责任的态度。