能量轉(zhuǎn)換與利用

湯學(xué)忠，熱能轉(zhuǎn)換與利用，冶金工業(yè)出版社 2100433B

01

緒論

讓學(xué)生理解本課程在學(xué)生知識(shí)架構(gòu)中的位置，明白無(wú)論是常規(guī)能源還是新能源利用，都是在能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程中被利用的，每一能量利用環(huán)節(jié)，能量損失的原因是什么？有無(wú)改進(jìn)的潛力，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)們應(yīng)該能夠找到答案。由于本課程主要是利用工程熱力學(xué)基本知識(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)能量利用系統(tǒng)的分析，因此在緒論中對(duì)熱力學(xué)幾個(gè)基本概念予以復(fù)習(xí)，強(qiáng)化。

課時(shí)

1.1 本課程在學(xué)生知識(shí)架構(gòu)中的位置；

1.2 能量與能源；

1.3能源的分類

1.4 能源的利用過(guò)程（包括常規(guī)能源和新能源）

1.5 熱力學(xué)的幾個(gè)基本概念（內(nèi)能、焓、熵、平衡與過(guò)程，等）

02

?分析基礎(chǔ)

要求學(xué)生掌握能量（過(guò)程量與狀態(tài)量）?分析計(jì)算方法，過(guò)程量包括通過(guò)系統(tǒng)邊界傳遞的熱量及做的功，對(duì)過(guò)程量?的計(jì)算，需要學(xué)生掌握熱量?、冷量?、開(kāi)口系統(tǒng)焓（焓?）的計(jì)算方法及求解過(guò)程，對(duì)于狀態(tài)量?包括物理?和化學(xué)?，需要學(xué)生掌握顯熱溫度?、潛熱的焓?、水及水蒸氣?，燃料化學(xué)?的計(jì)算，理解混合?和擴(kuò)散?。在?計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)?平衡分析，確定能量利用過(guò)程的?損失，求得?效率。通過(guò)鍋爐系統(tǒng)的?效率和熱效率分析比較，確定影響鍋爐?損失的關(guān)鍵因素，理解?分析的意義。

課時(shí)

2.1 ?定義

2.2 熱量?

2.3 開(kāi)口體系工質(zhì)?

2.4 物理?

2.4.1 溫度?

2.4.2 水及水蒸氣?

2.4.3 壓力?

2.5 化學(xué)?

2.5.1 化學(xué)?定義

2.5.2 基準(zhǔn)物選取

2.5.3 化學(xué)反應(yīng)?

2.5.4 擴(kuò)散?

2.5.5 燃料化學(xué)?

2.5.6 化學(xué)?舉例

2.6 ?平衡

2.6.1 ?平衡表達(dá)式

2.6.2 流動(dòng)過(guò)程?平衡

2.6.3 混合過(guò)程?平衡

2.6.4 分離過(guò)程?平衡

2.7 ?損失計(jì)算

2.7.1 燃燒?損失

2.7.2 傳熱?損失

2.7.3 散熱?損失

2.7.4 燃燒產(chǎn)物帶走?損失

2.8 ?分析與效率

2.9 ?分析舉例

2.10 ?分析的意義

03

實(shí)際應(yīng)用中的?分析

本章主要介紹?分析的實(shí)際應(yīng)用，以實(shí)際朗肯循環(huán)為例，讓學(xué)生理解?分析的方法及?損失計(jì)算，判斷系統(tǒng)能量利用過(guò)程中?損失的關(guān)鍵部位及減少?損失的方法與策略；理解燃?xì)猓羝?lián)合循環(huán)熱效率分析方法；掌握熱電聯(lián)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析方法及節(jié)能效果。

課時(shí)

3.1 蒸汽動(dòng)力循環(huán)?分析

3.1.1 朗肯循環(huán)?分析

3.1.2 提高蒸汽動(dòng)力循環(huán)的途徑

3.2 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)

3.3 熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)分析

3.4 中低溫余熱動(dòng)力回收系統(tǒng)的熱力分析

04

工業(yè)企業(yè)中的熱能利用

要求學(xué)生掌握企業(yè)能量消耗統(tǒng)計(jì)方法、企業(yè)能量平衡計(jì)算方法，企業(yè)能源消耗指標(biāo)及其計(jì)算方法，了解余能資源回收利用途徑及利用方法。

課時(shí)

4.1 企業(yè)能量平衡

4.1.1 企業(yè)能源消耗的計(jì)量與統(tǒng)計(jì)

4.1.2 企業(yè)能量平衡關(guān)系

4.1.3企業(yè)能量平衡體系模型

4.1.4 企業(yè)能源消耗指標(biāo)

4.1.5 企業(yè)能源利用效率

4.1.6 企業(yè)能源平衡結(jié)果分析

4.2 企業(yè)能量平衡及計(jì)算模型

4.2.1 余熱資源及其質(zhì)量

4.2.2 余熱資源利用途徑

4.3 余能資源回收利用途徑

4.3.1 工業(yè)爐煙氣余熱回收量

4.3.2. 余熱回收系統(tǒng)

4.3.3. 預(yù)熱器回收系統(tǒng)分析

4.3.4 余熱鍋爐蒸汽利用系統(tǒng)分析

4.3.5 舉例分析

4.4 本章小結(jié)

能量轉(zhuǎn)換效率是指一個(gè)能量轉(zhuǎn)換設(shè)備所輸出可利用的能量相對(duì)其輸入能量的比值。輸出的可利用能量可能是電能、機(jī)械功或是熱量。能量轉(zhuǎn)換效率沒(méi)有一致的定義，主要和輸出能量可利用的程度有關(guān)。

一般而言能量轉(zhuǎn)換效率是一個(gè)介于0到1之間的無(wú)量綱數(shù)字，有時(shí)也會(huì)用百分比表示。能量轉(zhuǎn)換效率不可能超過(guò)100%，因?yàn)橛绖?dòng)機(jī)不存在。不過(guò)像熱泵之類的設(shè)備將熱由一處移到另一處，不是進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，其性能系數(shù)往往會(huì)超過(guò)100%。

以下的效率都是能量轉(zhuǎn)換效率。

• 電效率，可用功率輸出及總耗電的比例。

• 機(jī)械效率，由一種機(jī)械能（例如水的位能）轉(zhuǎn)換成另一種機(jī)械能或機(jī)械功。

• 熱效率或燃料效率，可用的熱或功輸出與輸入能量（或消耗燃料對(duì)應(yīng)的能量）的比例。

• 總效率，一般用在汽電共生的場(chǎng)合，可用的電能及熱能相對(duì)輸入能量的比例。

• 照明效率，所產(chǎn)生電磁輻射在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的比例。

不同能量轉(zhuǎn)換方式的效率

能源研究與利用出版發(fā)行

據(jù)2020年5月3日中國(guó)知網(wǎng)顯示，《能源研究與利用》出版文獻(xiàn)共4043篇 。

據(jù)2020年5月3日萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)顯示，《能源研究與利用》載文量為2380篇、基金論文量為199篇 。

能源研究與利用影響因子

據(jù)2020年5月3日中國(guó)知網(wǎng)顯示，《能源研究與利用》總被下載356205次、總被引10176次，（2019版）復(fù)合影響因子為0.197、（2019版）綜合影響因子為0.123 。

據(jù)2020年5月3日萬(wàn)方數(shù)據(jù)知識(shí)服務(wù)平臺(tái)顯示，《能源研究與利用》被引量為8007次、下載量為61017次；據(jù)2017年中國(guó)期刊引證報(bào)告（擴(kuò)刊版）數(shù)據(jù)顯示，《能源研究與利用》影響因子為0.14（能源科學(xué)綜合刊均影響因子為0.66），在全部統(tǒng)計(jì)源期刊（6670種）中排第6136名 。

能源研究與利用收錄情況

能源研究與利用榮譽(yù)表彰

該刊曾被評(píng)為《CAJ-CD》 規(guī)范執(zhí)行優(yōu)秀期刊 。

能源研究與利用精神理念

• 辦刊宗旨

宣傳能源方針政策、探討資源合理利用、促進(jìn)學(xué)術(shù)思想交流、推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步 。

• 辦刊理念

為企事業(yè)節(jié)能工作的開(kāi)展和提高能源利用率提供服務(wù)；為中國(guó)的能源開(kāi)發(fā)和節(jié)約提供決策依據(jù)；為能源與節(jié)能戰(zhàn)線的工作者提供交流的園地 。

能源研究與利用領(lǐng)導(dǎo)題詞

• 刊名題字

曾任江蘇省人大常委會(huì)副主任、江蘇省委對(duì)外開(kāi)放領(lǐng)導(dǎo)小組副組長(zhǎng)汪冰石為該刊題寫刊名 。

• 創(chuàng)刊題詞

原國(guó)家計(jì)劃委員會(huì)資源節(jié)約和綜合利用司司長(zhǎng)魯兵、江蘇省省長(zhǎng)顧秀蓮、東南大學(xué)熱能研究所名譽(yù)所長(zhǎng)、教授范從振為該刊創(chuàng)刊題詞 。