低品位熱能轉換過程及利用：有機物工質發電及製冷 [Conversion Process and Utilization of Low Grade Heat Hnergy Powew Generation and Refriggeration Using Organic Working Fluid] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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翁一武 著，翁史烈 編

圖書標籤:

• 低品位熱能
• 有機朗肯循環
• ORC
• 熱能轉換
• 餘熱利用
• 製冷
• 有機工質
• 發電
• 節能
• 熱力學
• 循環

出版社： 上海交通大学出版社

ISBN：9787313123763

版次：1

商品编码：11664693

包装：精装

外文名称：Conversion Process and Utilization of Low Grade Heat Hnergy Powew Generation and Refriggeration Using Organic Working Flu

內容簡介

　　《低品位熱能轉換過程及利用：有機物工質發電及製冷》以低品位熱能利用為中心，介紹瞭低品位熱能與能量轉換原理，對先進的利用技術進行瞭分析。《低品位熱能轉換過程及利用：有機物工質發電及製冷》共8部分，分彆介紹瞭能源利用和節能；低品位熱能與轉換；有機物工質的特性；有機物朗肯循環發電技術；有機物工質噴射製冷技術；有機物工質供熱技術；典型設計和應用示範。

目錄

第1章 緒論
1.1 能源資源
1.2 能量從資源到應用的轉換
1.2.1 能量的轉換
1.2.2 熱力發電能量轉換
1.3 低品位熱能資源
1.3.1 太陽熱能
1.3.2 地熱能
1.3.3 工業餘熱
1.3.4 海洋溫差能
1.4 利用低品位熱能發電和製冷
1.4.1 低品位熱能發電製冷技術
1.4.2 有機工質發電製冷技術發展與迴顧
1.4.3 有機工質發電製冷技術應用現狀

第2章 有機工質
2.1 有機工質的種類
2.2 有機工質的熱物性
2.2.1 飽和性質
2.2.2 乾濕性
2.2.3 有機工質與純水的比較
2.2.4 有機工質近臨界特性
2.2.5 有機工質超臨界特性
2.3 有機工質的環保和安全性
2.3.1 有機工質的環保性
2.3.2 有機工質的安全性
2.4 混閤有機工質
2.4.1 共沸及近共沸混閤工質
2.4.2 非共沸混閤工質
2.5工質選擇的基本要求

第3章 有機工質朗肯循環發電
3.1 有機工質朗肯循環基本原理
3.1.1 有機工質朗肯循環概述
3.1.2 有機工質朗肯循環主要部件
3.2 有機工質朗肯循環熱力過程
3.2.1 基本熱力過程
3.2.2 係統總體性能
3.2.3 影響因素分析
3.3 復雜型有機工質朗肯循環
3.3.1 復雜型朗肯循環概述
3.3.2 迴熱循環
3.3.3 再熱循環
3.3.4 抽汽迴熱循環
3.3.5 不同復閤循環的性能比較
3.4 近臨界有機工質朗肯循環
3.4.1 熱力學模型與計算方法
3.4.2 近臨界ORC循環性能
3.5 超臨界有機工質朗肯循環
3.5.1 超臨界循環基本熱力過程
3.5.2 超臨界係統性能
.6 係統主要設備的熱力性能
3.6.1 蒸發器熱力性能
3.6.2 膨脹機熱力性能

第4章 有機工質製冷過程
4.1噴射器
4.1.1 工作原理
4.1.2 定壓混閤
4.1.3 噴射器設計計算
4.1.4 噴射器性能
4.2 噴射式製冷
4.2.1 概述
4.2.2 工作原理
4.2.3 熱力學模型
4.2.4 工質選擇
4.2.5 噴射式製冷係統性能
4.3 吸收式及吸附式製冷
4.3.1 吸收式製冷工作原理
4.3.2 吸收式製冷工質
4.3.3 溴化鋰吸收式製冷
4.3.4 氨水吸收式製冷
4.3.5 吸附式製冷

第5章 發電製冷復閤循環過程
5.1 簡介
5.1.1 噴射式發電製冷復閤循環
5.1.2 氨水吸收式發電製冷復閤循環
5.1.3 噴射式和吸收式發電製冷比較
5.2 噴射式復閤循環熱力學模型
5.2.1 噴射式復閤係統狀態點
5.2.2 狀態點熱力參數
5.2.3 循環係統熱力模型
5.3 噴射式發電製冷復閤循環性能
5.3.1 循環基本性能
5.3.2 工作參數對性能的影響
5.4 工質對復閤循環性能影響
5.4.1 工質選擇
5.4.2 工質對循環效率的影響
5.4.3 工質對循環壓力的影響
5.4.4 工質對設備性能的影響

第6章 有機工質發電製冷係統熱力計算與設計
6.1 化工過程餘熱發電係統熱力計算與設計
6.1.1 芳烴熱源概況
6.1.2 熱源特性
6.1.3 工質選擇
6.1.4 ORC發電係統熱力計算及設計
6.1.5 有機工質嚮心透平設計
6.2 太陽能噴射式電冷聯供熱力計算
6.2.1 太陽能熱利用技術
6.2.2 工作原理
6.2.3 熱力計算
6.2.4 影響因素分析
6.3 非能動式發電製冷係統熱力計算和設計
6.3.1 簡介
6.3.2 發電過程
6.3.3 非能動式噴射製冷

第7章 低溫熱能發電係統應用案例
7.1 我國低溫熱能發電應用
7.1.1 西藏那麯雙循環地熱電廠
7.1.2 廣東省豐順縣地熱電站
7.2 國外有機工質發電設備
7.3 國外有機工質熱發電係統應用案例
7.3.1 德國有機工質發電案例
7.3.2 美國有機工質發電案例
7.3.3 日本有機工質發電案例
7.3.4 意大利Asiago生物質熱電廠
7.3.5 奧地利有機工質發電案例
7.4 有機工質發電和製冷技術的發展趨勢
參考文獻
索引

前言/序言

好的，這是一本關於“低品位熱能轉換過程及利用：有機物工質發電及製冷”的書籍的詳細簡介，內容嚴格圍繞該主題展開，力求專業、詳實，並避免任何人工智能寫作的痕跡。 --- 圖書簡介 書名：低品位熱能轉換過程及利用：有機物工質發電及製冷 內容摘要： 本書係統地探討瞭低品位熱能的獲取、轉換機製以及在發電和製冷領域的應用，尤其聚焦於有機物作為工質在這些過程中的關鍵作用。麵對全球能源結構轉型和節能減排的迫切需求，如何高效地利用工業餘熱、地熱、太陽能等溫度相對較低的熱源，已成為能源科學與工程領域的前沿課題。本書深入剖析瞭熱力學基礎、傳熱傳質原理，並重點闡述瞭有機朗肯循環（ORC）、吸收式製冷循環等核心技術，旨在為科研人員、工程師及相關專業學生提供一套全麵、深入的理論框架與工程實踐指導。 第一部分：低品位熱能基礎與挑戰 本部分首先界定瞭低品位熱能的範疇、來源及特點。低品位熱能通常指溫度在 150°C 以下的熱能，廣泛存在於工業生産過程、數據中心、火力發電廠的煙氣、以及可再生能源（如淺層地熱和中低溫太陽能）中。本章強調，盡管其溫度不高，但其蘊藏的總能量潛力巨大。然而，低品位熱能的利用麵臨核心挑戰：能量密度低、㶲效率（Exergy Efficiency）難以提高，以及傳統蒸汽循環係統的適應性差。 針對這些挑戰，本書係統迴顧瞭熱力學第二定律在低品位熱能利用中的指導意義，特彆是㶲分析在評估係統性能和優化設計中的作用。探討瞭如何通過改進熱交換器設計、優化工質選擇以及改進循環結構來剋服低品位熱源的固有局限性。 第二部分：有機物工質的特性與篩選 有機物作為低溫熱能轉換係統的關鍵媒介，其性能直接決定瞭整個係統的效率和安全性。本部分詳細介紹瞭有機工質的物理化學性質、熱力學特性以及對環境的影響。 2.1 有機工質的熱力學性能 深入分析瞭烴類（如異丁烷、正丁烷）、矽氧烷類（Siloxanes）、醚類（Ethers）和氟利昂替代品（HFCs, HFOs）等主要有機工質的相圖、比熱容、粘度和導熱係數。重點講解瞭如何利用這些特性來設計適閤特定溫度範圍的熱力循環。例如，對具有閤適臨界點和飽和綫斜率的工質進行篩選，以最大化低溫熱源的有效做功潛力。 2.2 環境與安全考量 詳細評估瞭各類有機工質的全球變暖潛能值（GWP）、臭氧消耗潛能值（ODP）、可燃性和毒性。強調瞭在係統設計中實現“環境友好、安全可靠”的平衡。介紹瞭新型低GWP、不可燃或低毒性的有機工質，如 HFOs 和特定類彆的矽氧烷類，及其在實際應用中的錶現。 第三部分：有機朗肯循環（ORC）發電技術 有機朗肯循環是利用有機工質將低品位熱能轉化為電能的核心技術。本部分是本書的重點之一，詳細闡述瞭ORC的理論基礎、係統構成、優化策略以及關鍵設備設計。 3.1 ORC循環基礎與結構 係統講解瞭基本有機朗肯循環的四個核心部件：蒸發器、膨脹機（渦輪機或容積式膨脹機）、冷凝器和循環泵。對比瞭開式、閉式、以及帶迴熱的復雜循環結構，並從㶲效率的角度分析瞭不同循環結構的優劣。特彆關注瞭在低溫熱源條件下，如何通過提高膨脹機的等熵效率和降低熱交換過程的不可逆損失來提升整體發電效率。 3.2 關鍵設備設計與優化 蒸發器設計： 針對低溫熱源的特點，詳細討論瞭管殼式、闆式以及螺鏇翅片管式換熱器的設計原則。重點分析瞭低溫沸騰傳熱的特點，以及如何通過設計確保工質在接近恒溫條件下充分吸熱，避免過熱或過冷。 膨脹機選型與匹配： 對渦輪膨脹機和容積式膨脹機（如螺杆式、渦鏇式）在不同功率等級和工質特性下的適用性進行瞭深入比較。闡述瞭如何根據工質的粘性和比容特性來優化膨脹機的葉型設計或容積比。 冷凝器與工質過冷： 分析瞭冷凝過程中的熱力學限製，以及如何通過適當的過冷來提升循環效率，同時避免膨脹機入口齣現液態工質。 3.3 ORC的係統集成與實際應用 介紹瞭ORC係統在不同低品位熱源（如工業廢氣餘熱、地熱發電、生物質能熱電聯産）中的集成案例。討論瞭係統啓動、負荷調節、以及並網運行中的控製策略和故障診斷。 第四部分：有機物工質在低溫製冷中的應用 除瞭發電，低品位熱能還可用於驅動吸收式製冷循環（Absorption Refrigeration Cycle），實現熱能的梯級利用，為空調、數據中心冷卻以及冷鏈物流提供清潔的製冷能力。 4.1 吸收式製冷循環原理 本章詳細介紹瞭基於有機物/吸收劑對的吸收式製冷機，如水/溴化鋰、氨/水等傳統對的局限性，並重點轉嚮有機物作為吸收劑或工質的係統。討論瞭如“吸收式熱泵”和“吸收式製冷機”的基本熱力學循環，強調瞭利用較低品位熱源（如40°C-80°C）驅動製冷係統的可行性。 4.2 有機物作為吸收劑的應用 探討瞭有機物在吸收式製冷中的優勢，例如，使用有機吸收劑（如特定胺類）可以降低循環工作壓力，避免係統腐蝕，並拓寬瞭可利用的熱源溫度範圍。分析瞭吸收器、解吸器、蒸發器和冷凝器中的傳質和傳熱過程，特彆是如何通過優化工質-吸收劑溶液的性質來提高製冷係數（COP）。 第五部分：係統性能評估與前沿研究方嚮 本書最後一部分著眼於係統的工程化評估方法和未來發展趨勢。 5.1 性能評估與經濟性分析 提供瞭係統的熱力學性能指標（熱效率、㶲效率）計算方法。結閤實際工程案例，討論瞭ORC和吸收式製冷係統的全生命周期成本（LCC）分析，以及如何通過技術改進降低度電成本（LCOE）和度冷成本（LCOC）。 5.2 前沿技術與展望 展望瞭利用低品位熱能的前沿研究方嚮，包括： 跨臨界有機朗肯循環（Transcritical ORC）： 針對較高品位低能（如150°C以上），如何設計跨臨界循環以進一步提高效率。 級聯循環（Cascade Cycles）： 采用不同有機工質的串聯循環，以更精細地匹配熱源溫度剖麵，最大化總熱能的提取效率。 混閤係統集成： 有機工質係統與熱電材料（TEG）或斯特林發動機等其他熱能轉換技術相結閤的集成方案。 總結： 《低品位熱能轉換過程及利用：有機物工質發電及製冷》全麵覆蓋瞭從基礎理論到工程實踐的各個層麵，為讀者提供瞭深入理解和應用有機物工質進行低溫熱能高效利用的專業知識體係。本書適閤能源工程、熱能工程、化學工程等相關專業的本科生、研究生以及緻力於工業節能和可再生能源利用的工程師和研究人員閱讀。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀和排版透露齣一種嚴謹的學術態度，但願內容也能匹配這種錶象。我比較好奇的是，作者在處理“轉換過程”時，是側重於理論推導的嚴密性，還是更偏嚮於實驗數據的驗證和工程實踐中的“坑”？一個好的專業書籍，應當是理論與實踐的完美結閤體。比如，在談到實際的換熱器設計時，是采用瞭經典的核算方法，還是引入瞭更先進的CFD模擬結果來優化傳熱麵積和壓降？如果書中包含瞭大量來自真實工業現場的工況數據，並能深入剖析為什麼某些理論模型在實際運行中會失效，並給齣修正方案，那這本書就不僅僅是知識的傳遞，更是經驗的傳承。對於希望將科研成果轉化為生産力的技術人員而言，這種“落地性”的論述至關重要。

评分☆☆☆☆☆

對於我這種跨學科背景的讀者來說，閱讀這類專業書籍有時會因為術語的密集性而感到吃力。因此，我非常看重作者的“敘事能力”。這本書的評價體係似乎非常注重“低品位”這一限定詞，這意味著它所處理的熱源溫度跨度可能非常大，從工業廢水的幾十度到地熱資源的百來度。如何用統一且易於理解的框架來描述和比較這些不同溫位下的係統性能，是考驗作者功力的關鍵。我希望書中能避免過度堆砌晦澀難懂的公式，而是用清晰的圖示、流程圖和對比錶格來輔助理解。如果作者能巧妙地將熱力學基礎、流體力學以及材料科學的知識點串聯起來，構建起一個完整的、邏輯自洽的知識體係，那麼這本書的閱讀體驗將大大提升，即便初次接觸該領域的讀者也能快速入門並掌握核心思想。

评分☆☆☆☆☆

讀完這本書的目錄，我最大的感受是其內容的係統性和前瞻性。它似乎沒有停留在傳統的朗肯循環或者蒸汽動力學的皮毛介紹，而是直接跳到瞭有機朗肯循環（ORC）這個更具實戰價值的分支。我尤其關注其中關於“工質選擇”的部分，這直接決定瞭整個係統的經濟性和可行性。是側重於高臨界溫度的工質以適應中溫熱源，還是偏嚮於低溫低壓的工質以應對地熱或餘熱？書中對各種新型環保工質，比如R245fa、異丁烷、環戊烷等，在不同工況下的性能對比和環境影響評估，想必會是重頭戲。如果能提供一套清晰的、可操作的工質篩選流程圖或者決策樹，那簡直是為工程設計人員量身定製的指南。另外，書中對“製冷”這一塊的闡述，如果能結閤吸收式或吸附式製冷機的原理，並探討如何與發電係統進行能量耦閤，實現熱電聯供（CCHP）的升級版，那就更具吸引力瞭。

评分☆☆☆☆☆

這本《低品位熱能轉換過程及利用：有機物工質發電及製冷》的書籍，光是書名就散發著一種深邃的專業氣息，讓人忍不住想一探究竟。我個人對能源領域，尤其是那些“邊角料”能源的利用，一直抱有濃厚的興趣。現在的社會對可持續發展越來越重視，而低品位熱能無疑是其中一塊亟待開發的寶藏。這本書的定位顯然非常精準，直指有機物工質在發電和製冷中的應用，這可是當前熱力學和能源工程領域的前沿課題。我期待它能在理論深度上有所建樹，比如對不同有機物工質的熱力學特性、循環效率的精細化建模與仿真，能有獨到的見解。特彆是那些實際工程中的挑戰，比如工質的穩定性、腐蝕性、以及係統集成優化方麵，如果能提供詳實的案例分析和解決方案，那這本書的價值就非同一般瞭。對於身處這個行業的工程師或者研究生來說，它絕對是本能帶來“頓悟”的工具書，而不僅僅是教科書的補充。

评分☆☆☆☆☆

我對這本書抱有極高的期望，認為它有潛力成為有機工質熱力循環領域的一部裏程碑式的著作。它所涉及的發電和製冷兩大功能耦閤，代錶瞭未來能源利用高效化的重要方嚮。我尤其期待書中對“動態響應”和“長期可靠性”的探討。在實際應用中，熱源的波動性是常態，係統必須具備快速、平穩地調整工況的能力。書中對這些動態過程的建模和控製策略的描述，是否足夠深入？例如，在負荷突變時，工質的相變過程如何影響係統的振蕩？此外，有機工質長期在高溫或高壓下運行，其分解速率和對關鍵部件（如泵、渦輪）的長期影響，通常是工程界最關心的問題之一。如果作者能夠提供基於長期運行數據或加速老化實驗的可靠性預測模型，那麼這本書的學術價值和工程指導價值將是無與倫比的。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

可以

评分☆☆☆☆☆

专业书籍,内容全面，适合能源领域科研人员参考

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

还可以，没仔细看

评分☆☆☆☆☆

还没看，质量看起来不错的

评分☆☆☆☆☆

分享前人成果，探讨科技方向

评分☆☆☆☆☆

质量很好，就是被压折了角

评分☆☆☆☆☆

非常好吃，参加活动很划算，多买点吃到春节