能源与动力工程概论(杨其国)

能源与动力工程以能源的高效洁净开发、生产、转换和利用为应用背景和最终目的，研究能量的热、光、势能和动能等形式向功、电等形式转化或互逆转换的过程中能量转化、传递的基本规律，以及按此规律有效地实现这些过程的设备和系统的设计、制造和运行。其所涉及的相关行业对整个国民经济和工程技术发展起着基础、支撑和驱动的作用。随着化石能源过度消耗和人类环境保护意识的增强，节能减排、提高能效和发展可再生及其他清洁能源已成为本学科的主要任务。人类社会的可持续发展必然促进能源结构的清洁化、多元化，以及用能系统和相关设备的高效、集成、智能、低成本和低排放。以动力工程及工程热物理学科为例，其研究范围涵盖热力循环理论与系统仿真、热流体力学与叶轮机械、内燃机燃烧与排放控制、汽车动力总成与控制、工程热物理、制冷空调中的能源利用、低温系统流动传热、煤的多相流燃烧热物理、新能源转化与储能等，在碳中和背景下国家能源战略规划对学科发展又提出了新的时代要求。

能源与动力工程教学和科研面向我国碳达峰、碳中和的重大战略目标，探究新时代能源高质量发展之路，为构建清洁低碳安全高效的能源体系、实施重点行业领域转型升级行动、实现绿色低碳技术重大突破、完善绿色低碳政策和市场体系、营造绿色低碳生活、提升生态碳汇能力、加强应对气候变化国际合作等提供科研支撑和人才保障。

本书结合能源的资源形式、转换利用技术、可再生能源的开发利用、节能环保技术及相关动力装备发展情况，重点介绍了我国在相应领域的工作，引发在碳中和背景下能源结构如何调整的思考。结合国内外相关行业的发展，希望通过创新驱动，开发颠覆性技术以适应新形势要求，而不是拘泥于现有技术的集成。为改善生态环境，高效利用能源，开发并且大力推广可再生能源是未来发展趋势。因此了解、学习有关知识十分必要。

本书以能源与动力工程为基础，协同多学科内容，力求满足科学素质教育的要求，同时兼顾专业性与通识性，融入相关行业较新的研究成果和工程实践案例，为读者提供重要参考。

本书共10章，第1章由李凌编写，第2章由张守玉、高鹏编写，第3章由张冠华编写，第4章由刘妮编写，第5章由杨其国、陈家星编写，第6章由杨荟楠编写，第7章由陈曦编写，第8章、第9章由高鹏、杨其国编写，第10章由杨亮、焦雪勐编写；全书最后由杨其国统稿并定稿。另外，张华教授对本书提出了建设性的意见。本书的编写得到了上海理工大学一流本科系列教材建设项目立项支持，在此一并表示感谢。

限于编者编写时间及水平，书中不妥及疏漏之处在所难免，敬请广大读者批评指正。

编者

2022年5月

本书以能源资源的生产、转换、存储及高效利用为主线，内容包括绪论、常规化石能源及其利用、可再生能源及其利用、储能材料与储能技术、电能的生产及其装备、航天航空与交通运输动力装备、制冷与低温工程、能源与环境、节能与能源安全、能源发展新纪元等，较为系统地介绍了能源动力工程领域的各分支学科知识，简述了我国在相关领域的发展历程及未来趋势。本书兼顾专业性与通俗性，可作为高等学校能源与动力工程、新能源科学与工程、储能科学与工程、环境科学与工程及相关专业的教材使用，也可作为能源动力领域工程技术人员和科研人员的参考资料，还可供相关行业的技术管理人员借鉴学习。

杨其国，现任上海理工大学能源与动力工程学院院长、教授，博士生导师。2004年入选“新世纪百千万人才工程”国家人选，2009年获“全国杰出专业技术人才”荣誉称号。长期工作在设计、生产一线，致力于大型火电、核电、蒸汽-燃气联合循环发电汽轮机组及相关透平机械的科学研究和工程设计。获国家科技进步一等奖1项，国家科技进步二等奖4项。

1.符合国家对能源人才培养的要求，本书除包含常规能源工程内容介绍外，着重突出了碳中和背景下的能源利用与存储技术。2.作者团队成熟，所在学院的“热能与动力工程”是国家特色专业建设点和上海市教学高地建设点3.素材基于作者团队多年的教学经验、学术观点来源于工程实践，并参考了国内外的能源类专著和经典教材，确保了本书的专业性和可读性