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出版者:

作者:Thumann, Albert/ Mehta, D. Paul

出品人:

页数:458

译者:

出版时间:

价格:973.00 元

装帧:

isbn号码:9781420087680

丛书系列:

图书标签:

• 能源工程
• 能源技术
• 可再生能源
• 能源效率
• 能源管理
• 热力学
• 流体力学
• 电气工程
• 环境工程
• 工程手册

《能源工程手册》 概述： 《能源工程手册》是一本全面探讨现代能源系统设计、运营与优化问题的权威参考指南。本书旨在为能源工程师、项目经理、技术研究人员以及相关领域的学生提供深入的理论知识、实用的工程方法与前沿技术信息。本书涵盖了从能源生产、转换、传输到储存的各个环节，强调了可持续性、效率提升以及环境保护的重要性，为应对全球能源挑战提供坚实的理论基础和实践指导。 内容详述： 本书分为多个核心部分，系统地梳理了能源工程的各个关键领域： 第一部分：能源基础与原理 能源科学基础： 深入阐述热力学、流体力学、传质学以及电磁学等基本物理原理在能源工程中的应用。详细介绍各种能量形式的转化效率、损耗以及能量守恒定律的实际意义。 能源计量与评估： 讲解能源消耗的测量方法、单位体系以及能源审计的关键步骤。介绍各种能源性能指标（EPIs）的计算和应用，为能源效率评估提供量化依据。 能源经济学与政策： 探讨能源项目的成本效益分析、投资回报计算以及风险评估。分析国际和国内能源政策对技术选择和项目可行性的影响，包括碳排放交易、可再生能源补贴等。 第二部分：传统能源工程 化石燃料能源技术： 煤炭能源： 详细介绍燃煤电厂的发电原理、锅炉设计、燃烧优化技术、烟气脱硫脱硝除尘（FGD, SCR, ESP/Baghouse）等污染控制技术。探讨煤炭气化、液化以及煤层气开发等先进煤炭利用技术。 石油与天然气能源： 涵盖石油炼制过程、天然气处理与输送、燃气轮机、内燃机等关键设备的工作原理。介绍非常规油气（如页岩气、致密油）的勘探与开发技术，以及天然气在化工和能源领域的多用途应用。 核能技术： 详细介绍核裂变反应堆的工作原理、反应堆类型（如压水堆、沸水堆、快堆）及其设计特点。探讨核燃料循环、乏核燃料处理与储存、核电站的安全设计与运行规程，以及核聚变研究的最新进展。 第三部分：可再生能源工程 太阳能能源： 光伏技术： 深入讲解太阳能电池的材料科学（如硅基、薄膜电池）、工作原理、光电转换效率的提升策略。涵盖光伏电站的设计、安装、运行与维护，以及储能技术与光伏系统的集成。 太阳能热利用： 介绍太阳能集热器（如平板集热器、真空管集热器、聚光集热器）的设计与应用，包括热水供应、采暖、工业用热以及太阳能热发电（CSP）技术。 风能能源： 详细阐述风力发电机的工作原理，包括叶片气动学、传动系统、发电机类型。分析风电场选址、风力资源评估、风力发电机组的安装、运行、维护，以及海上风电的技术挑战与发展。 水能能源： 介绍不同类型的水力发电站（如水电站、抽水蓄能电站）的设计与运行。探讨水轮机类型（如混流式、贯流式、斜击式）的特点，以及小型水电、微型水电的开发潜力。 生物质能： 涵盖生物质发电、生物燃料（如乙醇、生物柴油）的生产工艺。介绍生物质气化、厌氧发酵等技术，以及生物质能的收集、储存和运输。 地热能： 阐述地热资源类型、地热发电技术（如闪蒸、二元循环、直驱式）及其应用，包括地热供暖、农业和工业用途。 第四部分：能源储存与输配 储能技术： 电池储能： 深入介绍锂离子电池、钠离子电池、液流电池等化学储能技术的工作原理、性能参数（能量密度、功率密度、循环寿命）及应用场景。 机械储能： 讲解抽水蓄能、压缩空气储能（CAES）、飞轮储能等技术。 热储能： 介绍熔盐储热、相变材料储热（PCM）等技术。 氢能储存： 探讨氢气的生产（如电解水）、储存（如高压气态、液态、固态）、运输以及氢燃料电池技术。 智能电网与能源传输： 详细介绍高压直流输电（HVDC）、柔性交流输电系统（FACTS）、配电自动化、分布式能源接入等技术。探讨智能电网的通信、控制与管理系统，以及电网的可靠性与稳定性。 能源传输与分配： 涵盖输电线路设计、变电站设计、管道输送（石油、天然气、水）的工程技术，以及能源损耗的最小化策略。 第五部分：能源效率与可持续性 工业节能技术： 探讨电机效率提升、余热余压回收、过程优化、工业锅炉节能、节能照明等措施。 建筑节能： 介绍建筑围护结构的热工性能、高效暖通空调（HVAC）系统、节能门窗、绿色建材以及被动式建筑设计。 交通节能： 分析传统交通工具的能耗，介绍电动汽车、混合动力汽车、氢燃料电池汽车等新能源汽车技术。探讨交通基础设施的节能设计。 碳捕获、利用与封存（CCUS）： 详细介绍各种碳捕获技术（如点源捕获、直接空气捕获），碳的化学和物理利用途径，以及二氧化碳的地下封存技术与安全评估。 能源系统集成与优化： 讲解不同能源技术之间的协同作用、多能源系统的优化调度、需求侧管理（DSM）以及能源互联网的概念。 第六部分：能源安全与环境 能源供应安全： 分析能源来源的多元化、能源储备策略、能源供应链管理以及地缘政治对能源供应的影响。 能源环境影响评估： 评估不同能源技术生命周期内的环境足迹，包括温室气体排放、空气污染、水资源消耗、土地利用等。 能源与气候变化： 探讨能源系统在减缓和适应气候变化中的作用，以及清洁能源转型路径。 《能源工程手册》是能源领域从业者和研究者的必备工具书，提供了一个全面、系统且深入的学习框架，帮助读者理解当前能源系统的复杂性，并为未来可持续能源发展贡献力量。

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说实话，当我读到关于能源储存技术的章节时，我感觉自己仿佛坐上了一趟时间机器，直抵未来十年的技术前沿。这本书对固态电池和液流电池的化学动力学分析细致入微，深入到了电解质界面稳定性、循环寿命衰减机制这些非常前沿的课题。它没有满足于介绍现有的锂离子技术，而是花费了大量篇幅探讨了钠离子、镁离子乃至锌空气电池的理论能量密度极限以及长周期存储的实用性障碍。这种对“下一个大事件”的敏锐洞察力，是许多现行教材所缺乏的。更令人耳目一新的是，它将能源系统的讨论提升到了宏观的政策和市场层面。例如，在讨论“能源贫困”和“能源正义”时，作者引入了社会经济指标，探讨了如何在发展中国家推广分散式微电网时，平衡技术成本与社会公平性。这种跨越纯粹工程计算，触及人文与经济学的讨论，让这本书的格局一下子打开了，不再是冷冰冰的公式堆砌，而是充满了对人类社会未来福祉的关怀。

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这本书的语言风格与其说是“手册”，不如说是对复杂工程哲学的一次深入探讨。它不是那种会用花哨的辞藻来吸引读者的书，它的魅力在于其内在的逻辑严密性和知识的连贯性。我尤其欣赏作者在探讨能源系统耦合性时所展现出的系统思维。它没有孤立地看待发电、输电和用电，而是将热力学、流体力学、电子工程乃至信息技术视作一个相互耦合的动态系统。例如，在讨论热电联产（CHP）系统的优化调度时，它清晰地阐述了如何通过动态规划算法，实时平衡热负荷需求和电网峰谷电价信号，以最大化整体系统效率和经济效益。这需要对多个工程学科都有深刻理解才能构建如此完美的模型。这本书更像是一位经验丰富、博览群书的导师，他用最精确的语言，引导你看到不同技术节点之间的复杂联系，帮助你建立起一个完整、无缝隙的能源工程认知框架。阅读它，就像是在打磨你自己的思维工具箱，让你能更犀利、更全面地剖析任何复杂的能源挑战。

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这本书简直是为那些对能源领域有深入探索欲望的人量身定做的百科全书！我花了整整一个周末才大致浏览完前几章，就被其中对不同能源系统的深度剖析给彻底震撼到了。比如，它对太阳能光伏电池的物理机制和材料科学的讲解，远超出了我以往接触过的任何一本入门级读物。它不仅描述了如何构建这些系统，更深入探讨了效率瓶颈、热力学限制以及下一代半导体材料的潜力。我特别欣赏作者在处理复杂数学模型时的清晰度，即便是涉及到拉格朗日方程和偏微分方程，也能通过精妙的图示和循序渐进的推导，让一个具备基础工程背景的读者也能理解其内在逻辑。尤其是在评估化石燃料的碳捕获与封存技术那部分，书中没有回避其中的经济可行性和长期地质风险，而是用严谨的数据对比了不同地质构造的渗透率和封存容量，这让整个讨论具有了极强的现实指导意义。如果说有什么不足，可能就是篇幅实在太厚重了，感觉更像是一部需要随身携带的参考工具书，而不是可以轻松阅读的休闲读物，但话又说回来，要涵盖如此广博的主题，厚度也是一种权威性的体现吧。

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这本书的排版和索引系统简直是为那些需要在压力下快速查找信息的专业人士设计的——简洁、高效，并且条理极其清晰。我最近在做一个关于地热能开采潜力的评估项目，急需一些关于增强型地热系统（EGS）的岩土力学参数和热交换效率模型的可靠数据。我直接翻到了第十四章，里面的表格和图表密度高得惊人，每一个数据点似乎都有明确的文献引用来源。例如，书中对“水力压裂诱发地震风险”的讨论，不仅给出了风险评估的概率模型，还详细列出了不同压裂流体配方的剪切应力影响范围，这对于我的环境影响报告至关重要。此外，书中对核能，尤其是第四代反应堆（如钍基熔盐堆）的特性介绍，非常客观，既没有过度美化其固有安全性，也没有夸大其部署的商业化难度，而是聚焦于反应堆堆芯物理和中子经济性的核心挑战。对于任何需要快速获取权威、经过同行审阅数据的工程师或研究人员来说，这本书的价值是无可替代的。

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我必须承认，一开始我是带着怀疑的态度拿起这本《手册》的，因为它承诺要覆盖从宏观的电网稳定到微观的燃料电池电化学反应的方方面面。然而，它成功地在理论的深度与工程实践的广度之间找到了一个近乎完美的平衡点。最让我印象深刻的是它对“智能电网”基础设施的论述。书中详细拆解了分布式能源接入对传统电力系统的冲击，并提出了基于强化学习和实时优化算法的解决方案。这部分内容不仅仅是教科书式的描述，它引用了近期欧洲和北美电网的实际故障案例，分析了控制系统响应的延迟和不确定性如何导致连锁反应。更让我眼前一亮的是关于生物质能转化的章节，作者并未停留在传统的直接燃烧，而是详尽比较了气化、热解和厌氧消化这三种路线的能量回收率、副产物处理难度以及全生命周期的环境影响评估（LCA）。这种多维度、跨学科的分析视角，让这本书超越了单一学科的工具书范畴，更像是一部引导未来能源工程师思考复杂系统集成与可持续发展的战略指南。

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