本书涵盖了能源与动力工程领域的主要分支学科,以为读者提供更多的能源与动力工程知识为目标。全书共分七个部分,包括:能源的基础知识,常规能源,可再生能源,节能技术,能源与动力、 能源与环境以及能源与交通,书中附录还给出了能源与动力工程常用科技英文专业词汇。本书有较强的实用性和知识性,高等院校热能与动力工程专业的本科生和高职高专相关专业可根据其选修方向有针对性地学习相关单元。
1. 涉及能源的基础知识、常规能源、可再生能源和节能技术,同时对能源与动力、能源与环境以及能源在交通领域中的应用做了详尽的讨论。
2. 研究热功等形式在产生、转化、传递过程中的基本规律,及在能源与动力方面的相关装置。
3. 新能源的理论研究和技术开发、新能源材料的探索、新能源经济的研究。
4. 书中地图已经国测局审核,部分流程图、分布图配置,扫二维码获取。
能源是国民经济的命脉,也是构成客观世界的三大基础之一。人类的一切活动都与能量及其使用紧密相关。能源的开发和合理利用是整个社会可持续发展的源泉,是现代生产和生活的基础。从18世纪蒸汽机的发明产生第一次工业革命,到现代能源动力科学技术的进步促进全球经济迅速发展,都说明了能源动力发展状态标志着当时社会与科学技术的水平。
能源与动力学科研究能量热和功等形式在产生、转化、传递过程中的基本规律,并研究、开发、应用在能源与动力方面的相关装置。能源中消耗量最大、使用最广泛的是电能和热能。火电、核电、地热发电等一般都是通过热能、机械能 (功)而产生电能,水力发电、风力发电等是利用流体的机械功转换得到的。热能除太阳能、地热能等一次性热能外,大多是由燃料的化学能、核能转化而来的。热能转换为机械功后不都是用来发电,而是在许多情况下直接作为动力使用。热能和电能的产生以及热与功在转化、传递过程中利用的机械、设备和由它们组成的装置,是能源动力工程中研究的主要内容之一。
随着常规能源资源的日益枯竭以及大量利用化石能源带来的一系列环境问题,人类必须寻找可持续的能源道路,开发利用新能源是出路之一。新能源的理论研究和技术开发、新能源材料的探索、新能源经济的研究等无疑是当前众多研究热点中的亮点。
本书系统地介绍了有关能源科学的知识、面临的问题、解决的对策和发展的前景,全书对各类能源的生产、有效利用和节能问题以及各类能源状况、技术发展趋势,做了清晰的论述。书中不但涉及能源的基础知识、常规能源、可再生能源和节能技术,同时对能源与动力、能源与环境以及能源在交通领域中的应用做了详尽的讨论。鉴于能源、环境、生命、信息、材料、管理学科是新世纪高等院校科学素质系列教育的重要组成部分,本书以能源与动力学科的发展为契机,结合了多学科优势,力求兼顾科学素质教育的要求,理论上简单介绍,文字叙述通俗易懂,在取材上力求资料新颖、涉猎面广、叙述简洁,能使读者更好地了解当今世界正在走向一个可持续发展的、与环境友好的能源与动力新时代,以达到为读者提供更多新的能源与动力信息的目的。
为满足广大读者需求,2018年对本书进行了修订,主要进行了数据更新及部分内容的充实,在此次修订过程中路丽威做了大量收集、整理和数据更新及补充完善工作,田瑞负责全书修订统稿。
由于编者水平所限,书稿中不足之处在所难免,恳请各位读者批评指正。
田瑞:内蒙古工业大学教授、博士生导师。中国机械工业教育协会和中国电力教育协会能源与动力工程学科教学委员会委员、内蒙古力学学会理事。主要讲授过本科生及研究生流体力学、泵与风机、流体力学实验技术、流体声学、计算流体动力学、传热与流体流动的数值计算、流体机械控制工程、膜蒸馏技术等10多门课程。主编教材5本,参编3本。在国内、外核心期刊或全国学术会议发表或宣读论文20多篇,被SCI、EI、INSPEC收录的5篇。
前言
第一版前言
第一章 概述1………………………………………………………………………………………
第一节 能源的基本概念1………………………………………………………………………
第二节 能源与人类文明5………………………………………………………………………
第三节 能源资源8………………………………………………………………………………
第四节 能量21…………………………………………………………………………………
第二章 常规能源24………………………………………………………………………………
第一节 煤炭24…………………………………………………………………………………
第二节 石油32…………………………………………………………………………………
第三节 天然气35………………………………………………………………………………
第三章 可再生能源37……………………………………………………………………………
第一节 太阳能37………………………………………………………………………………
第二节 风能66…………………………………………………………………………………
第三节 地热能93………………………………………………………………………………
第四节 海洋能101………………………………………………………………………………
第五节 生物质能111……………………………………………………………………………
第六节 氢能114…………………………………………………………………………………
第七节 核能119…………………………………………………………………………………
第八节 水能123…………………………………………………………………………………
第四章 能源与动力128……………………………………………………………………………
第一节 概述128…………………………………………………………………………………
第二节 内燃机128………………………………………………………………………………
第三节 蒸汽轮机133……………………………………………………………………………
第四节 燃气轮机135……………………………………………………………………………
第五节 电站锅炉139……………………………………………………………………………
第六节 火力发电厂145…………………………………………………………………………
第五章 能源与环境151……………………………………………………………………………
第一节 概述151…………………………………………………………………………………
第二节 环境保护与监测156……………………………………………………………………
第三节 环境污染158……………………………………………………………………………
第四节 能源与环境162…………………………………………………………………………
第六章 能源与交通169……………………………………………………………………………
第一节 概述169…………………………………………………………………………………
第二节 新能源汽车的特点170…………………………………………………………………
第三节 电动汽车171……………………………………………………………………………
第四节 替代能源汽车181………………………………………………………………………
第五节 氢内燃机191……………………………………………………………………………
第六节 太阳能汽车194…………………………………………………………………………
第七节 生物质能汽车195………………………………………………………………………
第七章 节能197……………………………………………………………………………………
第一节 节能概述197……………………………………………………………………………
第二节 节约热能198……………………………………………………………………………
第三节 节约煤炭202……………………………………………………………………………
第四节 节约用油205……………………………………………………………………………
第五节 节约电能206……………………………………………………………………………
第六节 变频调速节能技术208…………………………………………………………………
第七节 等离子点火节油技术209…………………………………………………………………
第八节 城市垃圾的资源化利用技术209…………………………………………………………
附录 常用科技英文专业词汇211…………………………………………………………………
参考文献218…………………………………………………………………………………………