能源與節(jié)能技術(shù)

前言

　　能源是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，與人民生活和人類的生存環(huán)境休戚相關(guān)，在社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中起著舉足輕重的作用?！　∪祟惖囊磺谢顒?dòng)都與能量及其使用緊密相關(guān)。當(dāng)人類使用薪柴作為主要能源時(shí)，社會(huì)發(fā)展遲緩，生產(chǎn)和生活水平都極低。當(dāng)煤炭作為主要能源時(shí)，不但社會(huì)生產(chǎn)力有了大幅度的增長，而且生活水平也有了很大的提高。20世紀(jì)50年代，由于巨大油氣田的相繼開發(fā)，人類迎來了石油時(shí)代。近50年來，世界上許多國家，特別是發(fā)達(dá)國家，依靠石油和天然氣創(chuàng)造了人類歷史上空前的物質(zhì)文明?！　∪欢?，事物的發(fā)展總有相反的一面。一方面，煤炭、石油、天然氣這類化石燃料總有耗盡之日；另一方面，它們給環(huán)境造成的污染也日益嚴(yán)重。能源、環(huán)境、人口、糧食、資源，也就成為困擾當(dāng)今全人類的共同問題。如何使經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展是全世界面臨的共同挑戰(zhàn)?！　∮捎谀茉磫栴}的日益凸現(xiàn)，許多高等學(xué)校都相繼開設(shè)有關(guān)能源的課程，并選用本書作為教材，迄今已重印三次。最近幾年，一方面，由于我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，能源形勢日趨嚴(yán)重，不僅是中國，就世界范圍而言，節(jié)能已經(jīng)成為解決當(dāng)代能源問題的一個(gè)公認(rèn)的重要途徑；另一方面，能源生產(chǎn)、消費(fèi)形勢也有了很大的變化，能源科技發(fā)展迅速。以上情況都要求對本書內(nèi)容進(jìn)行修訂。

內(nèi)容概要

　　本書為普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材。　　能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，在社會(huì)可持續(xù)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。本書詳細(xì)地闡述了能量與能源的概念，能源資源，能源與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，能源與環(huán)境，能量的轉(zhuǎn)換與儲(chǔ)存，各種燃料，電能、核能、可再生能源、氫能等與能源有關(guān)的問題。特別是對節(jié)能進(jìn)行了詳盡地介紹，包括先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)、熱能和電能的節(jié)約、重點(diǎn)耗能領(lǐng)域的節(jié)能等?！　”緯〔男路f、內(nèi)容豐富，既可作為高等學(xué)校能源動(dòng)力類專業(yè)的教材，也可作為大學(xué)生自然科學(xué)素質(zhì)教育課的教科書，還可供有關(guān)工程技術(shù)人員和管理干部參考。

作者簡介

　　黃素逸，教授、博士生導(dǎo)師，1940年1月25日生，湖南湘潭人。1961年畢業(yè)于華中工學(xué)院（現(xiàn)在的華中科技大學(xué)），留校任教至今?！　?981-1983年德國慕尼黑技術(shù)大學(xué)研究員，1989-1990年德國慕尼黑技術(shù)大學(xué)高級(jí)研究員。1994年應(yīng)德國對外文化交流協(xié)會(huì)的邀請赴德、奧、瑞士等國講學(xué)。2003年又應(yīng)邀赴臺(tái)灣，在臺(tái)大、清華、交大、成功大學(xué)、長庚大學(xué)等十多所院校講學(xué)。曾任國家自然科學(xué)基金第六、七屆評審組成員，教育部科技委第三屆熱電儀自控學(xué)部組成員?，F(xiàn)為《國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）》能源領(lǐng)域咨詢組專家，湖北省科技獎(jiǎng)勵(lì)委員會(huì)委員，湖北省政府特約研究員，武漢市工程咨詢專家委員會(huì)委員。1991年獲政府特殊津貼。黃素逸教授研究領(lǐng)域廣泛，主要研究方向?yàn)椋耗茉崔D(zhuǎn)換與利用；傳熱傳質(zhì)學(xué)；多相流；熱物理量測試技術(shù)；采暖、制冷與空調(diào)；生物傳熱；材料加工中的熱物理問題等。近幾年先后承擔(dān)國家自然科學(xué)基金、國防預(yù)研基金、教育部重點(diǎn)基金、博士點(diǎn)基金、國家科委高新技術(shù)基礎(chǔ)研究等十余項(xiàng)課題，通過這些基礎(chǔ)研究，不但培養(yǎng)了大批的研究生，而且還在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表120篇論文。黃素逸教授也注重科研與生產(chǎn)相結(jié)合，近幾年先后與鋼鐵企業(yè)、發(fā)電廠、煉油行業(yè)合作開發(fā)了不少新產(chǎn)品，攻克多項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)難關(guān)，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。其中橢圓矩形翅片管散熱器等科研成果先后獲得了國家及省部級(jí)獎(jiǎng)。黃素逸教授的著作頗豐，主要的譯著有：熱物理量的光測；熱輻射傳熱；汽液兩相流動(dòng)與傳熱；流動(dòng)顯示；傳熱學(xué)；鍋爐與熱交換器的傳熱強(qiáng)化；采暖、空調(diào)制冷手冊；計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)；能源科學(xué)導(dǎo)論；動(dòng)力工程現(xiàn)代測試技術(shù)；場協(xié)同原理及強(qiáng)化傳熱新技術(shù)；能源概論；能源與節(jié)能技術(shù)?！　⊥鯐阅?女，1974年4月出生。2000年碩士畢業(yè)于華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院工程熱物理專業(yè)，正在攻讀博士學(xué)位。現(xiàn)任工程熱物理教研室副主任。承擔(dān)《傳熱學(xué)》、《核動(dòng)力裝置》等課程的教學(xué)工作。主要研究方向有：氣液兩相流動(dòng)和傳熱、強(qiáng)化傳熱技術(shù)、小尺寸通道內(nèi)沸騰現(xiàn)象的研究以及核動(dòng)力裝置內(nèi)的傳熱和流動(dòng)問題研究等。參與完成了多項(xiàng)國家自然基金和國防基金項(xiàng)目，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文十余篇。

書籍目錄

前言第一版前言第一章　緒論第一節(jié)　能量與能源第二節(jié)　能源資源、供應(yīng)與消費(fèi)第三節(jié)　能源與環(huán)境保護(hù)第四節(jié)　能源與可持續(xù)發(fā)展第二章　能量的轉(zhuǎn)換第一節(jié)　能量的基本性質(zhì)第二節(jié)　能量轉(zhuǎn)換的基本原理第三節(jié)　主要的能量轉(zhuǎn)換過程第四節(jié)　能源利用分析第五節(jié)　能量的儲(chǔ)存第三章　燃料第一節(jié)　煤炭第二節(jié)　石油及其制品第三節(jié)　天然氣及其他氣體燃料第四節(jié)　核燃料第四章　電能第一節(jié)　概述第二節(jié)　火力發(fā)電第三節(jié)　水力發(fā)電第四節(jié)　先進(jìn)發(fā)電技術(shù)第五章　核能第一節(jié)　核能的概述第二節(jié)　反應(yīng)堆第三節(jié)　核電站第四節(jié)　核電站的安全性第五節(jié)　21世紀(jì)的核能第六章　可再生能源第一節(jié)　太陽能第二節(jié)　風(fēng)能第三節(jié)　地?zé)崮艿谒墓?jié)　生物質(zhì)能第五節(jié)　海洋能第七章　氫能第一節(jié)　概述第二節(jié)　氫的制取與貯運(yùn)第三節(jié)　燃料電池第八章　節(jié)能概述第一節(jié)　節(jié)能的目標(biāo)和領(lǐng)域第二節(jié)　節(jié)能的法規(guī)和措施第三節(jié)　節(jié)能術(shù)語與技術(shù)節(jié)能的途徑第四節(jié)　節(jié)能的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)第九章　先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)第一節(jié)　高效低污染燃燒技術(shù)第二節(jié)　強(qiáng)化傳熱技術(shù)第三節(jié)　余熱回收技術(shù)第四節(jié)　隔熱保溫技術(shù)第五節(jié)　熱泵技術(shù)第六節(jié)　熱管及其在節(jié)能中的應(yīng)用第七節(jié)　新型高效換熱器第八節(jié)　空冷技術(shù)第十章　節(jié)約熱能和電能第一節(jié)　節(jié)約熱能第二節(jié)　節(jié)約電能第三節(jié)　輸配電系統(tǒng)節(jié)能第四節(jié)　用電終端節(jié)能第十一章　重點(diǎn)耗能領(lǐng)域的 能第一節(jié)　工業(yè)窯爐和鍋爐的節(jié)　能第二節(jié)　建筑節(jié)能第三節(jié)　交通運(yùn)輸系統(tǒng)節(jié)能參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第二章　能量的轉(zhuǎn)換　　第一節(jié)　能量的基本性質(zhì)　　第二節(jié)　能量轉(zhuǎn)換的基本原理　　一、概述　　研究能量屬性及其轉(zhuǎn)換規(guī)律的科學(xué)是熱力學(xué)。從熱力學(xué)的角度看，能量是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的度量，運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)的存在的形式，因此一切物質(zhì)都有能量。物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)可以分為宏觀運(yùn)動(dòng)和微觀運(yùn)動(dòng)。度量物質(zhì)宏觀運(yùn)動(dòng)能量的是宏觀動(dòng)能和位能。度量物質(zhì)微觀運(yùn)動(dòng)能量的是所謂“熱力學(xué)能”，熱力學(xué)能廣義上講包括分子熱運(yùn)動(dòng)形成的內(nèi)動(dòng)能、分子間相互作用所形成的內(nèi)位能、維持一定分子結(jié)構(gòu)的化學(xué)能和原子核內(nèi)部的核能。溫度越高，分子的內(nèi)動(dòng)能越大；內(nèi)位能取決于分子之間的距離，距離越小，內(nèi)位能越大。在沒有化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)的物理過程中，化學(xué)能和核能都不變，所以熱力學(xué)能的變化只包括內(nèi)動(dòng)能和內(nèi)位能的變化。只要物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定，物質(zhì)擁有的能量就一定。所以物質(zhì)的能量僅僅取決于物質(zhì)的狀態(tài)，即狀態(tài)參數(shù)。　　盡管物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)多種多樣，但就其形態(tài)而論只有有序（有規(guī)則）運(yùn)動(dòng)和無序（無規(guī)則）運(yùn)動(dòng)兩類。人們常將量度有序運(yùn)動(dòng)的能量稱為有序能，量度無序運(yùn)動(dòng)的能量稱為無序能。顯然，一切宏觀整體運(yùn)動(dòng)的能量和大量電子定向運(yùn)動(dòng)的電能都是有序能；而物質(zhì)內(nèi)部分子雜亂無章的熱運(yùn)動(dòng)則是無序能。大量事實(shí)證明，有序能可以完全、無條件地轉(zhuǎn)換為無序能；相反的轉(zhuǎn)換卻是有條件的、不完全的。能量和能量轉(zhuǎn)換這一特性，導(dǎo)致能量不僅有“量”的多少，而且有“質(zhì)”的高低。而這正是能量轉(zhuǎn)換中兩個(gè)最重要的方面。

編輯推薦

　　《能源與節(jié)能技術(shù)》取材新穎、內(nèi)容豐富，既可作為高等學(xué)校能源動(dòng)力類專業(yè)的教材，也可作為大學(xué)生自然科學(xué)素質(zhì)教育課的教科書，還可供有關(guān)工程技術(shù)人員和管理干部參考。

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