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出版者:

作者:Drbal, Larry F. (EDT)/ Boston, Patricia G. (EDT)/ Westra, Kayla L. (EDT)/ Black & Veatch (COR)

出品人:

页数:896

译者:

出版时间:1995-12

价格:$ 518.67

装帧:

isbn号码:9780412064012

丛书系列:

图书标签:

• power
• plant
• 电力工程
• 发电厂
• 热力学
• 流体力学
• 电气工程
• 能源
• 机械工程
• 控制工程
• 环境保护
• 电气设备

好的，这是一份关于一本名为《Advanced Thermodynamics for Sustainable Energy Systems》的图书简介，该书与《Power Plant Engineering》的内容无直接重叠，专注于更前沿、更具可持续性的能源系统热力学理论与应用。 --- 《Advanced Thermodynamics for Sustainable Energy Systems》图书简介 作者： [此处可填写虚构的专家姓名，例如：Dr. Elias Vance & Prof. Anya Sharma] 出版社： [此处可填写虚构的学术出版社名称，例如：Pinnacle Academic Press] 页数： 约 850 页 目标读者： 能源工程、化学工程、机械工程专业的高年级本科生、研究生、研究人员，以及致力于可再生能源和高效能系统开发的行业专业人士。 --- 核心概述 在当前全球能源转型的大背景下，对能源转换效率的极限探索和对环境影响的最小化已成为核心挑战。《Advanced Thermodynamics for Sustainable Energy Systems》并非仅仅是对经典热力学原理的重复，而是将这些基石理论提升至处理复杂、非线性、多尺度可持续能源系统的应用高度。本书深度聚焦于熵产最小化、能量品质（Exergy）分析、复杂流体热力学建模，以及如何将这些概念应用于下一代能源技术，包括先进的燃料循环、碳捕集与封存（CCS）路径、以及高效热电转换装置。 本书旨在为读者提供一套强健的分析框架，使他们能够超越传统的能量平衡（First Law）分析，深入理解和优化能源系统中的“无用功潜力”（即能量的退化）。 主要内容与结构深度解析 本书共分为六大部分，层层递进，系统性地构建了可持续能源热力学分析的理论体系： 第一部分：热力学基础的现代重构 (Foundational Re-evaluation) 本部分革新了对传统热力学定律的理解，强调了其在非平衡和有限速率过程中的局限性与适用边界。 1. 信息论与热力学： 探讨了信息熵与热力学熵的深层联系，引入了拉格朗日乘子法在约束优化问题中的高级应用，特别是在非平衡态系统中的稳态分析。 2. 广义功与㶲（Exergy）理论的深化： 详细阐述了㶲分析在多组分、多相系统中的应用，引入了环境依赖性㶲分析（Environment-Dependent Exergy Analysis），用于评估不同地理和气候条件下的系统性能。 3. 热力学第三定律在低温工程中的意义： 关注超导材料和低温制冷循环（如Stirling和Pulse Tube技术）的性能极限分析。 第二部分：复杂流体与反应热力学 (Complex Fluids and Reactive Systems) 本部分超越了理想气体假设，深入探讨了在极端温度和压力下，实际工质的热力学行为及其对系统效率的影响。 1. 状态方程的比较与选择： 对Peng-Robinson (PR), Soave-Redlich-Kwong (SRK) 等经典方程进行严格的精度和计算效率评估，并引入了PC-SAFT (Perturbed Chain Statistical Association Fluid Theory) 等现代高精度模型，用于处理聚合物、高分子燃料和超临界流体（如超临界$ ext{CO}_2$）。 2. 化学反应的平衡与非平衡热力学： 聚焦于燃料电池、电解槽中的电化学反应热力学驱动力。引入了最小熵产生原理（Minimum Entropy Production Principle），指导反应器设计以实现接近热力学极限的操作条件。 3. 燃料的能量品质评估： 不仅计算热值，更侧重于哈斯-冯斯（Hass-von Foerster）分析，量化不同合成燃料（如绿色氢气、氨）在转换和利用过程中的实际㶲损失。 第三部分：先进热能转换系统的㶲优化 (Exergy Optimization of Advanced Conversion Systems) 这是本书的核心应用部分，它将热力学理论直接应用于前沿能源技术的设计与评估。 1. 有机朗肯循环（ORC）的深度分析： 针对中低温地热和工业余热回收，系统地分析了工质选择对循环效率和系统成本的影响。重点讨论了跨临界ORC的设计准则和动态响应特性。 2. 热电材料与希托夫斯效应： 深入探讨了塞贝克（Seebeck）效应和珀尔帖（Peltier）效应的热力学基础。引入了ZT值（Figure of Merit）的动态分析，以及如何通过材料结构设计（如纳米结构化）在热力学层面提升能量收集效率。 3. 热化学循环与能量储存： 详细建模了太阳能热化学循环（如金属氧化物热解）中的多相平衡和热力学可行性。重点分析了热存储介质（如熔盐、先进陶瓷）的㶲劣化机制。 第四部分：碳捕集与利用的热力学挑战 (Thermodynamics of Carbon Capture and Utilization, CCU) 本部分专门处理气候变化缓解技术中的热力学瓶颈。 1. 吸收/解吸过程的热力学建模： 针对胺基吸收剂和新型离子液体，构建了高精度气液平衡模型，精确计算吸收塔所需的再生能耗（即再生过程中的㶲损失）。 2. 膜分离过程的热力学驱动力： 分析了基于压力驱动和电化学驱动的$ ext{CO}_2$分离过程中的渗透率与选择性，并将驱动力与热力学势能进行关联。 3. 电化学还原 ($ ext{CO}_2$RR) 的热力学极限： 探讨了将$ ext{CO}_2$转化为燃料（如甲醇、合成气）时，电化学势与反应吉布斯自由能的精确匹配，明确了实现高能效转化的理论门槛。 第五部分：先进热机循环的能质分析 (Thermodynamic Quality Analysis of Novel Heat Engines) 该部分关注于如何超越卡诺效率的限制，在实际操作中逼近理论极限。 1. 双循环与复合循环的热力学集成： 深入分析了燃气轮机与先进蒸汽循环（如IGCC后处理系统）的集成，使用联合㶲分析（Combined Exergy Analysis）来定位和量化各个子系统中的主要能量退化点。 2. 斯特林发动机与高品质热能利用： 对斯特林循环的再生器进行详细的热力学建模，重点分析了气体/固体再生器中的间壁传热与流体摩擦的㶲耗。 第六部分：热力学系统的动态与不确定性 (Dynamics and Uncertainty in Thermal Systems) 认识到实际系统并非处于稳态，本部分引入了处理时变和不确定性的工具。 1. 有限速率热力学与过程速率： 讨论了如何用偏离平衡态的速率方程来指导需要快速响应的系统（如瞬态启动、负载变化）的设计，而非仅仅依赖平衡计算。 2. 蒙特卡洛与不确定性量化： 针对复杂模型中参数不确定性（如材料性能波动、环境温度变化）对系统总㶲效率的影响，教授如何应用概率方法进行鲁棒性设计。 本书的独特价值 《Advanced Thermodynamics for Sustainable Energy Systems》的独特性在于其鲜明的应用驱动型热力学视角。它不提供现成的设备操作手册，而是提供一套严谨的分析工具集，用于理解为什么现有技术效率不高，以及如何从热力学原理层面设计出下一代更清洁、更高效的能源转换路径。本书强调能量品质（Exergy）在可持续性评估中的核心地位，是任何希望在能源领域进行创新性研究和系统优化的工程师与学者不可或缺的参考书。

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我不得不说，作者在处理理论深度上采取了一种非常“平衡”的策略，平衡到最后，几乎什么都没讲透。每一个重要的概念，无论是热力学循环的优化，还是锅炉燃烧效率的提升，都只是点到为止，用几句过于简化的语言带过，仿佛作者生怕读者真的理解了什么深刻的原理似的。当你期待深入解析背后的数学模型，或者想探究不同工况下的实际性能曲线时，书中给出的往往只是一个“通常如此”的结论，然后就轻描淡写地跳到了下一个不相干的话题。这让这本书更像是一本为非专业人士准备的、缺乏细节的入门速览手册，而不是一本给工程师案头备用的工具书。对于那些真的想从底层逻辑上构建自己知识体系的人来说，这本书简直是空中楼阁，你只能记住一些名词，却无法建立起真正的因果联系，读完之后，感觉自己依然站在原地，只是学会了几句时髦的行话。

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文字风格的转换频繁得让人精神疲惫。有时候，作者的笔触会突然变得极其学术化，充斥着冗长复杂的从句和晦涩难懂的术语，让人不禁怀疑是不是换了一位教授来写。紧接着，下一段文字又会突然变得口语化，甚至用上了非常随意的网络俚语来描述一个严肃的技术现象，这在严肃的技术文献中是极不恰当的。这种不稳定的人格化表达，极大地干扰了读者的心流。我需要的是一种稳定、清晰、目标明确的沟通方式，无论是深奥的还是基础的，都应该保持一致的专业基调。这种时而故作高深、时而刻意亲近的矛盾风格，让人完全摸不着头脑，也使得这本书的整体气质显得非常分裂和不成熟。

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这本书对于“实际应用”的描述，充斥着一种令人啼笑皆非的理想化倾向。作者似乎从未踏入过一个真正运转中的电厂车间。在谈论设备维护和故障排除时，描述的情景过于完美，仿佛所有的阀门都能轻松打开，所有的传感器都能精确读数，所有的操作员都受过最高标准的培训。现实中的电厂充满了腐蚀、磨损、突发性的控制系统延迟和人为失误，但这些复杂而“脏乱”的现实因素在书中几乎被完全屏蔽了。我需要的是能够指导我解决现场难题的经验之谈，而不是教科书上光鲜亮丽的理论模型。这种脱离实际的写作风格，使得书中的许多建议在面对真实的工程挑战时，显得苍白无力，毫无操作指导价值，就像是给宇航员讲解如何修理自行车轮胎一样不着边际。

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这本书的组织结构简直是一团乱麻，时间线的跳跃毫无逻辑可言。前一章还在讨论最新的超临界发电技术，下一章却突然拉回到蒸汽机时代的效率瓶颈问题，中间没有任何过渡性的解释说明为什么要进行这样的历史回溯。章节之间的衔接生硬到像是把不同作者的笔记强行缝合在了一起。而且，书中引用的参考文献列表极其可疑，很多关键的数据和结论来源标注模糊不清，甚至有些标注的年份已经远远落后于行业发展的现状。如果一本技术书的知识体系构建在摇摇欲坠的参考基础上，那么它本身的可靠性就值得大打折扣。我花了大量时间试图在脑海中重塑一个清晰的技术脉络，但每次都因为这种无序的编排被打断，阅读过程充满了挫败感，简直是对时间的一种浪费。

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这本书的排版和设计简直是一场灾难，拿在手里感觉就像是在翻阅一本上个世纪的旧杂志。纸张的质量粗糙得让人心疼，油墨似乎总也干不透，书页上时不时地会蹭上一些黑乎乎的印记，阅读体验大打折扣。更别提那些图表的清晰度了，简直是模糊得像蒙上了一层纱，想看清楚那些复杂的示意图上的细微标注，我得眯着眼睛，甚至还得借助放大镜，这对于一本严肃的技术书籍来说是完全不可接受的。封面设计更是毫无章法，色彩搭配俗气得像是廉价的旅游纪念品，完全没有体现出“工程”应有的那种严谨和专业感。如果说阅读是与作者的精神对话，那么这本书的物理载体似乎在努力地阻碍这次对话的发生。我怀疑装帧的工人是不是对现代印刷技术有什么误解，或者这根本就是未经质检就匆忙上市的样品。每次拿起它，都有一种对智力投入的侮辱感，实在是让人难以恭维。

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