太阳能海水淡化技术

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出版者:北京理工大学出版社
作者:郑宏飞
出品人:
页数:236
译者:
出版时间:2005-5
价格:35.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787564004484
丛书系列:
图书标签:
  • 科学
  • 太阳能
  • 海水淡化
  • 可再生能源
  • 环境工程
  • 能源技术
  • 淡化技术
  • 太阳能利用
  • 水资源
  • 节能环保
  • 膜技术
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具体描述

随着全球经济的迅速发展,能源短缺问题变得日益突出,太阳能的利用也变得越来越广泛,利用太阳能淡化海水就是一项较新的技术,本书分海水淡化的一般问题、太阳能利用与太阳能接收装置、太阳能海水淡化装置中的基本传热传质关系、传统的太阳能海水变化装置等八章较系统地介绍了这一技术,适合太阳能热利用、海水淡化、能源工程和水处理等部门的科研、工程技术人员及相关专业本科生及研究生参考学习。

  本书较系统地介绍了以太阳热能为主要能源的各类海水淡化技术。对各类新型的太阳能海水淡化技术进行了分类和总结,集中介绍了有关太阳能海水淡化技术中最基本的传热传质和太阳能接收器方面的知识。重点讨论了传统的和主动式的太阳能蒸馏器,介绍了它们的原理和性能,还讨论了与常规海水淡化技术相结合的太阳能海水淡化系统、太阳能空气取水器和吸收式与吸附式太阳能海水淡化系统,对它们的能量利用效率和性能系数进行了分析和计算,介绍了它们的运行原理和未来发展的方向。

  本书可作为本科生及研究生教材,可供太阳能热利用、海水淡化、能源工程和水处理等部门的科研、工程技术人员参考。

《海洋深处的回响:前沿海洋工程与可持续发展》 导言:蓝色星球的召唤与挑战 人类文明的摇篮与未来希望的源泉,是那片广袤无垠的蓝色领域——海洋。随着全球气候变化加剧、陆地资源日益枯竭,深入理解、有效利用并审慎保护海洋,已成为21世纪人类社会可持续发展的核心议题。本书并非聚焦于水资源获取的某一特定技术分支,而是将目光投向更为宏大、更具前瞻性的海洋工程与资源利用的综合领域,旨在构建一个连接基础科学、前沿技术与环境伦理的知识体系。我们相信,未来的繁荣不再仅仅依赖于陆地上的耕耘,更深层次的突破,将源自对海洋深层规律的掌握与对海洋能源的智慧运用。 第一部分:海洋动力学与结构工程的革新 本部分深入探讨了海洋环境对工程结构所提出的严峻挑战,并介绍了应对这些挑战的最新研究成果与设计理念。我们摒弃了传统基于经验的保守设计,转而采用多尺度、多物理场耦合的仿真分析方法,以期实现更高可靠性与更低维护成本的目标。 第一章:极端海况下的流固耦合分析 我们将详细阐述在台风、巨浪、冰载荷等极端海洋事件中,柔性与刚性海洋结构物所承受的复杂动力载荷。重点剖析了基于计算流体力学(CFD)与有限元分析(FEA)的耦合模型,尤其关注高雷诺数湍流对疲劳寿命的影响评估。讨论了新型阻尼材料和主动抑振系统在提高平台稳定性方面的应用前景,并辅以实际工程案例分析,展示了先进材料科学如何赋能海洋工程结构的韧性设计。 第二章:深海资源勘探与水下机器人技术 深海是人类探索的最后疆域之一,其蕴藏的矿产、生物资源和地质信息具有不可估量的重要性。本章聚焦于深水作业对远程操作、自主导航和高精度传感的需求。详细介绍了耐高压、耐腐蚀的新型复合材料在深海载荷舱中的应用,以及集成声学、光学和电磁信号处理的仿生机器人在深海地形测绘与目标识别中的突破。此外,还探讨了柔性机器人末端执行器在精密取样和环境监测中的优势与挑战。 第三章:海洋能源捕获的系统集成 海洋蕴含着巨大的波浪能、温差能(OTEC)和潮流能。本章并非讨论单一能源的转化效率,而是侧重于如何将这些间歇性或梯度性能源进行系统集成,并实现稳定的电能输出与并网传输。我们将剖析多体耦合式波浪能转换装置的动力学特性,对比不同温差梯度下的热力学循环效率,并详细论述将海洋能源阵列与新型储能技术(如液流电池、压缩空气储能)进行优化耦合的电网稳定策略。 第二部分:蓝色生物科技与生态系统服务 海洋生物不仅是地球生态平衡的基石,也是未来生物制药、新材料研发的宝库。本部分关注如何以可持续的方式从海洋中获取价值,同时确保生态系统的健康与完整性。 第四章:海洋微生物群落与生物催化新纪元 深海热液喷口、冷泉区域的极端微生物群落是地球上生物多样性的极端代表。本章深入探讨了从这些独特环境中分离和培养新型酶制剂的技术路径。重点分析了海洋微生物次级代谢产物在抗肿瘤、抗生素耐药性菌株抑制方面的潜力,并讨论了利用合成生物学手段对海洋来源的基因簇进行工程改造,以提高目标产物表达效率的生物制造新范式。 第五章:海洋生物基材料的创新与应用 传统的聚合物材料依赖于化石能源,对环境造成持久影响。本章转向以海洋生物质为基础,开发高性能、可生物降解的新型材料。内容涵盖从海藻、甲壳类动物壳体中提取的多糖、几丁聚糖的结构修饰技术,以改善其机械性能和生物相容性。我们将介绍基于海洋蛋白(如蛛丝蛋白类似物)的自修复涂层在防腐蚀、生物医学植入物中的应用研究。 第六章:海洋环境的数字化孪生与风险预警 为了实现对海洋环境的精细化管理,必须建立一个集成了多源异构数据的实时模拟系统。本章阐述了如何融合卫星遥感、水下传感器网络(WSN)和浮标观测数据,构建高精度、高分辨率的海洋环境数字孪生模型。讨论了人工智能算法在识别海洋污染扩散模式、预测赤潮暴发、评估人为活动对深海生态系统影响等关键决策支持系统中的应用。 第三部分:跨界融合:海洋可持续治理与伦理考量 技术的进步必须与负责任的治理框架相结合。本部分探讨了先进技术在海洋资源可持续利用和全球治理体系中的作用,强调跨学科合作的必要性。 第七章:深海采矿的工程挑战与环境责任 随着陆地镍、钴、锰等战略金属储量的减少,深海多金属结核和热液硫化物的开采日益提上日程。本章侧重于分析采矿设备的设计对深海沉积物扰动的影响,以及如何设计高效的尾矿回填系统以减轻对海底生物群落的长期影响。同时,深入探讨了国际法框架下对深海生物多样性保护的“预防原则”如何指导工程实践与监管策略的制定。 第八章:海洋空间规划与多用户冲突管理 随着海洋经济活动(如海上风电、水产养殖、航运、旅游)的日益密集,空间冲突成为常态。本章介绍了基于地理信息系统(GIS)的空间分析方法,用于优化海洋功能区的划定与冲突消解。讨论了如何通过动态管理模型,平衡能源开发、渔业生产和生态保护之间的利益关系,实现海洋空间利用效率的最大化。 结语:迈向人海和谐共生的未来 本书汇集了海洋工程、环境科学、材料学和信息技术的最新交叉研究成果,意在为政策制定者、工程师和科研人员提供一个全面、前瞻性的思考框架。我们期望,通过对海洋深层机制的深入理解和前沿技术的负责任应用,人类能够真正实现从“征服海洋”到“和谐共生”的范式转变,确保这片蓝色星球的永续繁荣。本书聚焦于宏观的系统集成、前沿的结构创新和跨学科的治理方案,其关注点在于如何构建下一代海洋工业与生态安全体系,为人类的可持续未来提供坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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作为一名长期在水资源领域工作的人士,我发现这本书在阐述技术经济性分析时,采用了非常客观且多维度的视角,这非常难得。它没有过度美化太阳能技术的“零碳”光环,而是坦诚地计算了在不同地理位置(考虑太阳能直射率、环境温度和水价差异)下的度水成本(LCOW)。书中建立的经济模型考虑了资本支出(CAPEX)、运营支出(OPEX)、系统寿命以及融资成本等多个变量的相互作用。最让我印象深刻的是,它没有简单地将太阳能淡化与传统化石燃料驱动的RO系统进行比较,而是引入了“环境外部性成本”的影子价格概念,这使得整个成本分析上升到了一个更高的政策决策层面。通过这本书,我开始理解为什么在某些高纬度、低辐照度的地区,高效率的太阳能热驱动系统可能在纯经济效益上暂时不敌化石燃料,但从长远的环境效益和能源独立性来看,依然是战略性的优选。这本书成功地将工程技术与宏观经济、环境政策编织在一起,提供了一个全面的决策框架。

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这本书,说实话,刚拿到手的时候,我其实是抱着一种“凑合看看”的心态的。毕竟,市面上关于新能源和水处理的书籍多如牛毛,大多数都是那些冷冰冰的公式堆砌,或者过于偏向理论,让人读起来昏昏欲睡。我本身是做传统水处理设备的,对太阳能这块了解不深,但又深知未来能源转型的压力,所以硬着头皮翻开了这本《太阳能海水淡化技术》。然而,让我意外的是,作者的叙事方式非常接地气。他没有一上来就抛出复杂的数学模型,而是从一个非常宏观的、人类面临的缺水困境讲起,让你立刻就能感受到这项技术的紧迫性和重要性。接着,他花了大量的篇幅去剖析不同类型太阳能集热器的设计哲学和选材考量,那感觉就像是听一位经验丰富的工程师在分享他多年实地考察和失败教训总结出来的“独门秘籍”。特别是关于材料耐腐蚀性和长期运行稳定性的那几章,写得极其细致,引用了很多国内外的实际工程案例,图文并茂,让人能清晰地看到技术从实验室走向大规模应用时所要跨越的那些“坑”。这本书的价值就在于,它成功地将高深的物理化学原理,转化为了工程师可以理解和操作的工程语言,而非仅仅是停留在理论的象牙塔里。

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我最欣赏这本书的一点是它那种近乎偏执的细节还原度,简直可以作为工程项目的前期技术方案参考手册来使用了。特别是关于多效蒸馏(MED)和反渗透(RO)系统结合的耦合设计部分,作者的分析深度远超我预期的教科书级别。他不仅仅是介绍了如何将两者并置,而是深入探讨了如何通过优化热能梯级利用和压力匹配,实现系统整体能效的最大化。举个例子,书中对“低品位废热回收”的论述,我看了足足三遍才消化吸收。他详细分析了不同工况下,使用热泵辅助还是直接闪蒸的经济性权衡,并且用图表展示了投资回收期(Payback Period)随太阳辐照度变化而变化的敏感性分析。这对于我们这些需要做项目可行性研究的人来说,简直是如获至宝。它不是那种蜻蜓点水的介绍,而是直接告诉你,在A地区,采用B材料和C控制策略,你的LCOE(度电成本)能降到多少,以及这个系统的维护周期可能延长多久。这种实战导向的深度,是目前市面上大多数理论教材所欠缺的,它真正做到了“知其然,更知其所以然”。

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这本书的排版和图示设计,体现了编辑团队的专业素养,极大地提升了阅读体验。在处理复杂流程图和截面图时,色彩的运用恰到好处,关键的能量流动路径和控制阀门的位置标识清晰可辨,即使是初次接触这些复杂系统的人,也能迅速抓住核心的工艺流程。我尤其赞赏的是附录部分,那里汇集了大量标准化的性能测试方法和国际行业规范的引用。很多时候,我们自己摸索测试流程,不仅耗费时间,而且结果的可比性也差。这本书直接提供了标准化的测试协议,比如如何精确测量太阳能集热效率,如何评估蒸发器的传热系数在不同盐度下的变化规律等,这些都是在项目验收和技术交流中至关重要的“硬指标”。这使得这本书不仅是学习的工具,更成为了一个可靠的技术仲裁和标准参照物。它的实用价值,已经远远超出了学术探讨的范畴,更像是一个行业内部共享的“技术白皮书”。

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说实话,我对这本书的评价会稍微保留一点点,主要是在技术前瞻性这方面,感觉可以更激进一些。诚然,书中对现有的、成熟的太阳能蒸馏技术(如直接/间接式集热器、以及太阳能辅助的多级闪蒸等)的梳理非常全面和严谨,让人对既有技术路径的优势和瓶颈有了清晰的认知。然而,随着新材料科学的飞速发展,尤其是对超疏水、超亲油材料在光热转换中的应用研究热度持续攀升,我期望能在书中看到更多关于下一代技术路线的深入探讨。比如,面对污染物结垢和生物膜的形成问题,除了传统的化学清洗方案外,书中对光催化自清洁表面的应用前景似乎只是点到为止。当然,这也许是受限于该技术本身的成熟度,但对于一本定位为“前沿技术”的专著来说,多一些对未来十年技术可能突破方向的推测和理论模型构建,会更具启发性。总体来说,它是一本扎实的“当前最佳实践”指南,但或许在“未来十年最佳技术”的想象空间上,留下了让读者自己去探索的空白。

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