能量产生、转换、储存、节能与耦联

雅萨尔·德米雷尔所著的《能量产生转换储存节能与耦联/国际电气工程先进技术译丛》是能源领域的综合性图书，全书按照能量平衡和热力学的内在联系这条主线，以循序渐进、图文并茂的方式，全面、系统地阐述了能量产生、转换、储存、节能与耦联的诸多方面。其中，重点介绍了能源类型、机械能和电能、内能与焓、能量平衡、能量产生、能量转换、能量储存、节能和生物系统的能量耦联等问题。全书还结合各章重点内容，给出了130道全解例题。
本书可用作能源类专业本科生、研究生课程和相关培训的教材，也可作为能源发电、动力工程、工程热物理、电力工程、可再生能源以及相关行业的工程人员、研究人员和管理人员的参考资料。

闫怀志，男，37岁，副教授，博士，硕士生导师。北京理工大学软件学院副教授。作为项目负责人主持国防基础科研、国家反恐专项、国家保密局基础科研、航天领域重大工程、中央高校创新专项基金等国家级项目项；作为主要参与人参与国家863、国家发改委、国防基础科研及科技合作项目多项。科研任务饱满，科研经费充足。申请专利多项，发表学术论文多篇。

译者序
原书前言
缩略语
第1章绪论：基本定义
1.1系统
1.2物理性质与变量
1.3量纲与单位
1.4数量与分数的度量
1.5力
1.6温度
1.7压强
1.8体积
1.9状态
1.9.1热力学平衡状态
1.9.2理想气体状态方程
1.9.3饱和液态与饱和汽态
1.9.4蒸汽表
1.9.5饱和液-汽混合物
1.9.6分压强与饱和压强
1.10过程
习题
参考文献
第2章能量与能源类型
2.1能量
2.2能源类型
2.2.1一次能源
2.2.2二次能源
2.3不可再生能源
2.3.1煤
2.3.2石油（原油）
2.3.3石油馏分
2.3.4天然气
2.3.5核能
2.4燃料的热值
2.4.1能量密度
2.5可再生能源
2.5.1水能
2.5.2太阳能
2.5.3生物质与生物质能
2.5.4风能
2.5.5地热能
2.5.6海洋能
2.5.7可再生能源贡献的预测
2.6氢
2.7电能
2.8磁能
2.9化学能
2.10能量与全球变暖
2.11应对全球变暖问题
习题
参考文献
第3章机械能与电能
3.1机械能
3.2动能
3.3势能
3.4压力能
3.4.1压头
3.5表面能
3.6声能
3.7机械功
3.7.1功率
3.7.2边界功
3.7.3等熵过程功
3.7.4多变过程功
3.7.5轴功
3.7.6弹簧功
3.8电能
3.8.1电势能
3.8.2电能的估算
3.8.3电功率
3.8.4电容
3.9其他形式的功
习题
参考文献
第4章内能与焓
4.1内能
4.2焓
4.3热量
4.3.1显热
4.3.2潜热
4.3.3发生相变的加热过程
4.3.4反应热
4.3.5标准燃烧热
4.4温度对反应热的影响
4.5标准焓变
4.6绝热火焰温度
4.7来自燃烧过程的空气污染
4.8混合热
4.9使用量热计进行热量测量
4.10焓湿图
4.11热传递
4.12熵
4.13火用
4.14流体流动功
习题
参考文献
第5章能量平衡
5.1平衡方程
5.2质量平衡
5.3能量平衡
5.3.1非稳态流动系统
5.3.2稳态流动系统
5.4熵平衡
5.5火用平衡
5.6流体流动过程
5.6.1汽轮机、压缩机与泵
5.6.2喷管和扩散器
5.6.3混合室
5.6.4节流阀
5.6.5热交换器
5.6.6管道和风道流动
5.7循环过程中的能量平衡
习题
参考文献
第6章能量生产
6.1能量生产简介
6.2电力生产
6.3能量传输
6.3.1分布式能源
6.4热机循环发电
6.4.1卡诺循环
6.4.2朗肯循环
6.4.3布雷顿循环
6.4.4斯特林热机
6.4.5混合加热循环
6.5蒸汽发电厂的发电改进
6.5.1改进冷凝器和锅炉的工作条件
6.5.2再热蒸汽
6.5.3能量再生
6.5.4再热  回热朗肯循环
6.6地热发电站
6.7热电联产
6.8核电站
6.9水电站
6.10风电场
6.11太阳能发电站
6.12氢气生产
6.13燃料电池
6.13.1直接甲醇燃料电池
6.13.2微生物燃料电池
6.14生物质与生物能源生产
6.14.1生物乙醇生产
6.14.2生物柴油与绿色柴油生产
6.14.3来自生活垃圾的能源
6.15其他发电方式
6.16平准化能源成本
6.17热力成本
6.18生态成本
6.18.1生态规划
6.18.2燃煤发电厂
6.18.3核电站
习题
参考文献
第7章能量转换
7.1能量转换简介
7.2系列能量转换
7.3燃料的化学能转换成热能
7.3.1燃料的热值
7.4能量转换的热效率
7.5理想流体流动的能量转换
7.6损失功
7.7机械转换的效率
7.8通过热机实现的热能转换
7.8.1空气标准假设
7.8.2理想气体的等熵过程
7.8.3通过发电机转换的机械能
7.8.4卡诺热机效率
7.8.5内可逆热机效率
7.8.6朗肯热机效率
7.8.7布雷顿热机效率
7.8.8奥托热机效率
7.8.9狄塞尔热机效率
7.8.10埃里克森热机和斯特灵热机的效率
7.8.11阿特金森热机效率
7.9热机的效率改进
7.10水电
7.11风电
7.12地热发电
7.13海洋热能转换
7.14热电效应
7.15热泵和制冷机的效率
7.15.1热泵
7.15.2制冷机
7.16燃料电池的效率
7.17生物系统中的能量转换
7.17.1通过氧化磷酸化实现的能量转换
7.17.2来自光合作用的能量
7.17.3代谢
7.17.4生物燃料
7.17.5将生物质转化为生物燃料
习题
参考文献
第8章能量储存
8.1能量储存与调节
8.1.1水
8.1.2氢气
8.2能量储存的类型
8.3热能储存
8.3.1太阳能储存
8.3.2显热储存
8.3.3使用相变材料储存潜热
8.3.4蓄冰储能
8.3.5熔盐技术
8.3.6季节性热能储存
8.3.7用于温室供暖的季节性太阳能热能储存
8.3.8地下热能储存系统
8.3.9地下含水层热能储存
8.3.10地埋管热能储存
8.4电能储存
8.4.1水电能储存
8.4.2电池中的电能储存
8.4.3用于电动小汽车的可充电电池
8.5化学能储存
8.5.1生物能源
8.5.2生物燃料储能
8.5.3伏特电池中的能量储存
8.6机械能储存
8.6.1压缩空气储能
8.6.2飞轮储能
8.6.3液压蓄能器
8.6.4弹簧
习题
参考文献
第9章节能
9.1节能与回收
9.2工业过程中的节能
9.2.1发电过程中的节能
9.2.2压缩做功和膨胀做功中的节能
9.2.3使用高效率电动机实现节能
9.3家庭供暖和降温的节能
9.3.1使用化石燃料为家庭供暖
9.3.2使用电阻的家庭供暖
9.3.3使用太阳能系统的家庭供暖
9.4能量效率标准
9.4.1空调的效率
9.4.2最大可能的冷却效率
9.4.3燃料效率
9.4.4车辆的燃料效率
9.4.5汽车行驶的节能
9.4.6再生制动
9.5电力配送和智能电网中的节能
9.5.1待机功率
9.5.2照明中的节能
9.5.3能源采集
9.6节能和可持续性
9.7火用节约和火用
9.8使用夹点分析实现公用工程的能量回收
9.8.1组合曲线
习题
参考文献
第10章能量耦联
10.1能量耦联与吉布斯自由能
10.2生命系统中的能量耦联
10.3生物能量学
10.3.1线粒体
10.3.2电子传递链与ATP合成
10.3.3主动转运
10.4能量耦联的简单分析
10.5能量耦联变化
10.5.1能量耦联的调节
10.5.2解耦联
10.5.3滑动和泄漏
10.6代谢
10.6.1分解代谢
10.6.2合成代谢
10.7生物能源
习题
参考文献

原 书 前 言本书是旨在满足能源领域综合性需求的首次尝试。能源及其对日常生活影响的重要性不容置否，因此现在很多教育机构都会开设能源方面的主修或者辅修课程。本书是为背景各异而且有兴趣学习更多的能源知识并攻读该方向学位的学生准备的。虽然，本书是通过能量平衡与热力学自然地联系在一起的，但它涵盖了涉及速率和传输过程的系统中有关能源的许多问题。 本书以由浅入深的方式循序渐进地分章介绍了有关能源的五大方面，主要内容涉及能量产生、转换、储存、节能与耦联等方面。在讨论这些内容之前，本书首先在第1章给出了绪论和基本概念；在第2章讨论了一次能源和二次能源类型；第3章论述了机械能和电能；第4章讨论了内能、焓、反应热、传热；而第5章则讨论了能量平衡；第6章论述了主要是通过循环过程的能量生产；第7章以热效率为重点讨论了能量转换问题；第8章讨论了包括通过显热、潜热实现储热在内的储能技术；第9章论述了节能；第10章则是简述了生物系统中的能量耦联问题。全书各章共给出了130道全解例题，各章后总共列出了642道习题。这些例题和习题为读者提供了一个深入了解能量概念和各方面知识的机会。 我要感谢帮助我准备、撰写以及改进本书的所有人。我要特别感谢Brad Hailey和Nghi Nguyen在准备图表、检查问题以及反复审读文字方面给我的帮助。显而易见，本书将会得益于学生和同事的建议而使得重印本不断成熟与完善。我特别期盼本书的使用者与我联系，为未来可能的再版提供宝贵的修订建议和意见。 林肯，内布拉斯加州