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热力系统的设计和分析。 (英语) Zbl 1533.80002

佛罗里达州博卡拉顿:CRC出版社(ISBN 978-0-367-50254-6/hbk;978-0-365-50326-0/pbk;978-1-003-04927-2/电子书)。xv,407页。(2023).
这本书致力于描述有关热力系统的设计和优化方法。它分为14章,并附有7个附录。每章结尾都有一些问题和参考文献列表。
第一章是导言,作者定义并说明了本书的目的。他们精确地说,设计过程是开放的,这意味着结果在一开始就不为人所知或定义不明确。它们描述了热力系统的设计方面:环境方面和安全问题。它们在一般情况下简要定义了可靠性、可用性和可维护性的概念。它们展示了如何收集必要的背景信息和组织数据源。它们定义了可行、最优和近似最优设计解决方案的概念。它们显示了设计过程的连续阶段,本章最后描述了概念设计,包括建模和仿真。
第二章介绍了热力系统设计建模与仿真的基础。作者区分了描述性模型和预测性模型。他们展示了模拟模型:数学、物理和数值模型,以及示例,然后是数学建模的不同步骤,以及有用的工具。本章以数值建模和模拟结束,作者再次以热系统为背景给出了示例。
在第三章中,作者分析了他们首先定义的火用概念。定义了不同的关联概念后,作者从能量平衡方程和熵平衡方程推导出封闭系统的一般火用平衡方程。然后,他们在开放系统的情况下写出这个火用平衡方程。他们讨论了气体、气体混合物和燃料的情况,用不同的例子说明了(火用)的破坏和损失。
第4章分析了热系统中使用的不同材料的物理性能。作者收集数据库和软件,在其中显示和计算这些属性。他们提供的数字根据电阻率和导热率等物理特性或价格对不同材料进行分类。一张表最终收集了传热流体的热量和物理量。
在第五章中,作者分析了换热器的原理及其设计。它们提供了不同类型的换热器及其基本参数,其中包括对数平均温差。他们通过额定值和尺寸问题讨论了热交换器的设计。他们分析了管束或紧凑型换热器的情况。本章以问题及其解决方案结束。
第6章涉及管网的要素,包括泵、涡轮机、换热器、管道、阀门。。。它们从能量守恒方程开始,表示管道中流体摩擦引起的热损失。他们提供图表,根据泵的容量或性能来选择泵。它们提供了尺寸分析和修正系数,以确定有效的泵性能。本章再次以问题和解决方案结束。
第7章分析了人工智能在热力系统设计和分析中的应用。更准确地说,作者提出了专家系统和人工神经网络,并用实例加以说明。
第8章至第14章介绍了不同的数值和数学工具,用于解析方程、常微分方程或偏微分方程,或计算积分或导数。第8章介绍了求解非线性方程(f(x)=0)或线性系统(Ax=b)的主要数值工具。第9章介绍了求解常微分方程的几种数值方法:Runge-Kutta方法,以及边值问题的打靶法和有限差分法。第10章介绍了微分或积分的数值工具。第11章介绍了在平衡(椭圆和特征值)或演化(抛物线和双曲线)问题中求解偏微分方程的数值工具。第12章简要介绍了计算流体动力学的一些工具。第13章简要分析了电化学系统。第14章介绍了求解逆问题的一些工具。
附录提供了描述不同材料物理特性的补充表格或图表。
因为它的介绍很清楚,并且包含了很多例子,所以这本书对于面临热力系统设计问题的工程师来说很有用。

理学硕士:

80-02 与经典热力学有关的研究综述(专著、调查文章)
76-02 流体力学相关研究博览会(专著、调查文章)
65-02 与数值分析相关的研究展览(专著、调查文章)
68T05型 人工智能中的学习和自适应系统
68问题32 计算学习理论
80-04 经典热力学问题的软件、源代码等
76-04 流体力学相关问题的软件、源代码等

软件:

蟒蛇
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全文: 内政部