- Артикул:00-01058462
- Автор: В.С. Кривцов, А.М. Олейников, А.И. Яковлев
- ISBN: 966-662-147-9
- Тираж: 1000 экз.
- Обложка: Твердая обложка
- Издательство: ХАИ (все книги издательства)
- Город: Харьков
- Страниц: 643
- Формат: 60х84 1/16
- Год: 2006
- Вес: 937 г
- Серия: Учебник для ВУЗов (все книги серии)
Развернуть ▼
Учебник написан в соответствии с учебным планом и программами специальности «Нетрадиционные источники энергии», направление 0905 «Энергетика», для курсов «Основы нетрадиционной энергетики», «Теория, проектирование и производство нетрадиционных энергоустановок», «Ресурсе- и энергосбережение».
Изложен материал по вопросам теории преобразования природных возобновляемых источников энергии в электроэнергию. При этом соблюдена последовательность: вопросы использования солнечной энергии и ее производных, в том числе ветровой, приливной, тепловой, энергии недр планеты, био- и гидроресурсов и других видов энергии рассмотрены в связи с фундаментальными физическими процессами. Описаны методы электрогенерирования и преобразования энергии возобновляемых источников в другие виды энергии.
Для бакалавров, специалистов и магистров энергетики. Может быть полезен специалистам энергоменеджмента и электроэнергетикам, работающим в области эксплуатации различных энергетических установок, а также аспирантам и магистрам.
Содержание
Предисловие
Глава 1. Физические процессы и характеристики традиционной и возобновляемой энергетики
1.1. Основные терминологические понятия и определения в энергетике
1.2. Взаимосвязь энергетики, экономики и экологии
1.3. Общая характеристика топливно-энергетических ресурсов и оборудования
1.3.1. Тепловые электростанции
1.3.2. Особенности газо- и паротурбинных установок
1.3.3. Характеристики атомных электростанций
1.3.4. Устройство энергетических ядерных реакторов
1.3.5. Конструкция реакторов на быстрых нейтронах и технологическая схема АЭС
1.3.6. Управляемая термоядерная реакция
1.4. Сравнительная характеристика нетрадиционных и традиционных источников энергии
1.4.1. Энергетические ресурсы Земли
1.4.2. Энергетические ресурсы Украины
1.4.3. Перспективы развития нетрадиционной энергетики в Украине
1.5. Основы теории энергосбережения с использованием НИЭ
1.5.1. Основные понятия термодинамики
1.5.2. Эксергия, энтропия и энтальпия
1.5.3. Уравнение связи энергии и эксергии
1.5.4. Вектор потока энергии Умова-Пойтинга
1.5.5. Вектор потока эксергии
1.6. Термодинамические процессы в ВИЭ
1.7. Термодинамические циклы в процессах преобразования различных видов энергии
Глава 2. Основные параметры и соотношения механики жидкости, тепломассообмена и электроэнергетики в нетрадиционных энергоустановках
2.1. Уравнения аэрогидродинамики и теплообмена
2.1.1. Параметры состояния
2.1.2. Энергия, теплота и работа
2.1.3. Теплообмен и механизм передачи тепла
2.1.4. Механика жидкости и режимы течения
2.1.5. Пограничные слои
2.1.6 Законы сохранения для струйки
2.1.7. Закон сохранения массы
2.1.8. Уравнение движения
2.1.9. Закон сохранения энергии
2.1.10. Динамический пограничный слой
2.1.11. Интегральные соотношения
2.1.12. Условные толщины пограничного слоя
2.1.13. Осреднение по пространству
2.1.14. Измерение скорости
2.1.15. Уравнение распространения тепла в твердых телах
2.1.16. Лучистый теплообмен
2.1.17. Закон Стефана - Больцмана
2.1.18. Закон Ламберта
2.1.19. Закон Кирхгофа
2.1.20. Интегралы дифференциальных уравнений
2.2. Моделирование энергетических процессов
2.1.1. Виды моделирования
2.2.2. Единицы измерения
2.2.3. Теория подобия
2.2.4. Сводка критериев подобия
2.2.5. Критерии подобия как обобщенные параметры
2.2.6. Основные теоремы анализа размерностей
2.2.7. Аналогия между трением и теплообменом
2.3. Теплопроводность и распределение температуры в элементах энергоустановок
2.3.1. Измерение коэффициента теплопроводности
2.3.2. Тепловые параметры
2.4. Конвективный теплообмен в энергоустановках. Течение и теплообмен в трубах и каналах
2.4.1. Путевые и местные потери
2.4.2. Потери давления и теплообмен при ламинарном течении
2.4.3. Начальный участок
2.4.4. Потери давления и теплообмен при турбулентном течении
2.4.5. Влияние шероховатости
2.5. Теплопередача и расчет температуры в простых телах без внутренних источников тепла
2.5.1. Плоская стенка
2.5.2. Коэффициент оребрения
2.5.3. Полый цилиндр
2.5.4. Теплопередача вдоль стержня
2.6. Теплопередача в установившемся состоянии при наличии внутренних источников тепла в различных конструктивных элементах энергоустановок
2.6.1. Изолированный стержень с источниками тепла
2.6.2. Плоская стенка с источниками тепла
2.6.3. Неизолированный цилиндр с источниками тепла
2.6.4. Цилиндрическая стенка с источниками тепла
2.7. Сложный теплообмен в энергоустановках
2.7.1. Суммарный коэффициент теплоотдачи
2.7.2. Теплопередача при свободной конвекции
2.7.3. Теплообмен через жидкостные прослойки в ограниченном пространстве
Глава 3. Солнечная теплоэнергетика
3.1. Солнце как возобновляемый источник энергии
3.1.1. Общая характеристика солнечного излучения
3.1.2. Физические процессы на Солнце
3.1.3. Измерение солнечного излучения
3.1.4. Связь количества солнечной энергии с положением Солнца на орбите
3.1.5. Оптическая масса атмосферы Земли
3.2. Солнечная радиация, поступающая на поверхность солнечного коллектора или солнечной батареи
3.3. Влияние сезонных изменении на солнечное излучение
3.4. Структура и конструктивные схемы гелиоколлекторов и концентраторов, их расчет
3.5. Тепловые процессы в гелиоустановках и концентраторах
3.6. Нагревание воды солнечным излучением и расчет гелиоколлектора
3.6.1. Разновидности приемников солнечного излучения
3.6.2. Тепловой баланс в приемниках солнечного излучения
3.6.3. Тепловой расчет открытой емкости
3.6.4. Тепловой расчет закрытого приемника
3.6.5. Расчет плоского пластинчатого нагревателя
3.6.6. Расчет нагрева в системе с циркуляцией жидкости
3.7. Расчет поглощения и отражения гелиоколлекторов
3.7.1. Гелиоколлектор с прозрачным покрытием
3.7.2. Тепловой расчет плоских солнечных коллекторов
Глава 4. Солнечная электроэнергетика
4.1. Солнечные электростанции (СЭС) на основе фотопреобразователей
4.1.1. Принцип построения и работы фотоэлсктропреобразователя
4.1.2. Характеристики и параметры солнечных батарей
4.1.3. Физические процессы и соотношения в фотоэлементах
4.1.4. Соотношения для составляющих токов фотоэлемента
4.1.5. Факторы, влияющие на эффективность ФЭП
4.1.6. Особенности технологии получения материала для ФЭП и их свойства
4.1.7. Параметры и характеристики ФЭП
4.2. Электроэнергия из космоса – ближние и дальние перспективы
4.3. Расчет фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии
4.3.1. Оценка КПД фотоэлектрических преобразователей
4.3.2. Влияние эксплуатационных факторов на характеристики ФЭП
4.4. Солнечные тепловые электростанции
Глава 5. Биоэнергетика
5.1. Общие сведения
5.2. Источники биомассы. Фотосинтез
5.3. Переработка биомассы и виды готовой продукции
5.4. Производство спиртов и бионефти
5.5. Технологии и оборудование для получения жидкого биотоплива
5.6. Производство бионефти
5.7. Технология получения биогаза путем анаэробного сбраживания в биогазогенераторах
5.8. Тепловой расчет мстантенка для фермерского хозяйства. Определение габаритов и режимов работы метантенка
Глава 6. Газогенераторная энергетика
6.1. Химические процессы при пиролизе
6.2. Газогенераторные установки
6.3. Примеры реализации процессов сжигания, газификации и пиролиза в промышленных и опытных установках
6.4. Расчет газогенераторной установки
Глава 7. Геотермальная энергетика
7.1. Общие сведения
7.2. Тепловое поле Земли и геотермальная энергия
7.3. Процессы тепло- и массопереноса
7.3.1. Расчет параметров тепло- и массопереноса
7.3.2. Естественные водоносные пласты
7.4. Геотермальное теплоснабжение городов и поселков
7.4.1. Общая характеристика геотермального теплоснабжения
7.4.2. Системы геотермального водоснабжения
7.5. Геотермальное электроснабжение и энергоустановки
7.5.1. Общая характеристика и схемы геотермального электроснабжения
7.5.2. Соотношения параметров в преобразователях ГЭО
7.5.3. Потери энергии и КПД в преобразователях ГЭО
7.5.4. Методы анализа эффективности теплосиловых установок
7.6. Парогенераторы паротурбинных энергоустановок
7.7. Турбокомпрессорные геотермальные энергоустановки
7.8. Эксергетический анализ турбокомпрессорной геотермальной энергоустановки и её тепловой расчет
Глава 8. Преобразование энергии рек, морей, океанов в электрическую энергию
8.1. Общая характеристика гидроэлектрических станций
8.2. Преобразователи гидравлической энергии
8.3. Возрождение малых ГЭС
8.3.1. Конструкция малых гидротурбин
8.3.2. Соотношения для оценки параметров и характеристики малых гидротубин
8.4. Подводные гидроэлектрогенераторы
8.5. Плотинно-деривационные ГЭС
8.5.1. Схемы построения плотинно-деривационных ГЭС
8.5.2. Расчеты параметров плотинно-деривационных ГЭС
8.6. Гидроаккумулирующие электростанции
8.7. Приливные гидроэлектростанции
8.7.1. Принцип построения приливных ГЭС
8.7.2. Физические процессы и соотношения приливных явлений
8.7.3. Солнечные, земные и лунные сутки
8.7.4. Параметры приливов
8.8. Волновые электростанции
8.8.1. Оценка энергии ветровых волн
8.8.2. Обзор конструкций волновых преобразователей и электростанций
8.8.3. Расчет волновой энергии
8.9. Океанские тепловые электростанции (ОТЭС)
8.9.1. Физические процессы и оценка энергии теплового градиента
8.9.2. Обзор схем океанских тепловых электростанций
Глава 9. Тепловая энергия окружающего пространства и теплонасосные установки
9.1. Низкопотенциальная тепловая энергия природной среды, промышленной и хозяйственной деятельности человека
9.2. Тепловые насосы
9.2.1. Краткая история появления и создания тепловых насосов
9.3. Термодинамические основы работы тепловых насосов
9.3.1. Цикл Карно
9.3.2. Цикл с механической компрессией пара
9.3.3. Реальный цикл
9.3.4. Термодинамические основы паровых компрессионных тепловых насосов
9.3.5. Расчет одноступенчатого парового компрессионного теплового насоса
9.4. Оценка энергетических показателей парокомпрессионного теплового насоса
9.4.1. Схемы каскадной теплонасосной установки
9.5. Сравнение эффективности традиционной системы отопления и системы на основе парокомпрессионного теплового насоса
9.6. Тепловой насос абсорбционного типа
9.7. Анализ циклов, реализуемых в тепловых насосах
9.7.1. Цикл Брайтона
9.7.2. Двойной цикл Ренкина в теплонасосах
9.7.3. Цикл Стирлинга
9.7.4. Аналогия между тепловым насосом и замкнутой электрической цепью из термопар (термоэлементов)
Глава 10. Комплексное использование возобновляемых источников энергии
10.1. Подогрев и опреснение морской воды
10.2. Совместное использование энергии Солнца и ветра
10.3. Фотобиологическое преобразование солнечной энергии
10.3.1. Химия и физика фотосинтеза
10.4. Комбинированное использование возобновляемых био-, геотермальных, дизельных и других источников энергии для теплоснабжения потребителей
10.5. Сравнение рабочих характеристик комплексных (гибридных) СЭС
10.6. Солнечный пруд и комбинированные тепловые и гидравлические энергоустановки
10.7. Комбинированное использование гелио-, ветро- и гидронасосных установок
10.8. Тепловые трубы в энергоустановках с возобновляемыми источниками энергии
10.8.1. Общая характеристика тепловых труб и термосифонов, методы расчета теплоотвода
10.8.2. Варианты применения тепловых труб в солнечных коллекторах
10.9. Вихревые трубы в системах преобразования возобновляемых источников энергии
10.9.1. Вихревой холодильник-калорифер для охлаждения или обогрева помещений
10.9.2. Конструктивные схемы вихревых труб и их характеристики
10.9.3. Системы охлаждения на основе вихревых труб
10.9.4. Теплогенераторы на базе вихревых труб
Заключение
Библиографический список
Рекомендуем
