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页数:180

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出版时间:2009-2

价格:32.00元

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isbn号码:9787802298484

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• 制氢
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• 安全技术
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• 新能源

《蒸汽动力与内燃机的演进：从工业革命到现代交通》 内容简介 本书旨在深入探讨蒸汽动力与内燃机这两项划时代技术的发展历程、关键技术突破、对社会经济的深远影响，以及它们在现代科技中的传承与演进。我们并非专注于制氢这一特定领域，而是将目光投向更广阔的动力机械领域，追溯其工业革命以来的发展脉络，为读者呈现一幅波澜壮阔的技术变革画卷。 第一部分：蒸汽动力的黎明与辉煌 第一章：蒸汽机的孕育与早期探索 1.1 早期动力需求的催生： 追溯工业革命前夕，人类对提升生产效率、摆脱人力畜力局限的迫切需求。对当时水力、风力等自然动力的不足之处进行分析。 1.2 科学原理的萌芽： 探讨早期科学家对真空、压力、热力学等基本概念的认识，如帕斯卡、惠更斯等人的贡献，以及这些理论如何为蒸汽机的诞生奠定基础。 1.3 早期蒸汽机的尝试与失败： 详细介绍17世纪末至18世纪初，如德尼·帕潘、托马斯·萨维等人的早期蒸汽机设计，分析其工作原理、局限性以及失败的原因。重点关注这些尝试在技术积累上的意义。 1.4 纽科门蒸汽机的问世与应用： 深入解析托马斯·纽科门在1712年发明的“大气蒸汽机”，阐述其结构、工作流程（如冷凝式工作原理），并着重分析其在矿业排水等领域的成功应用，揭示其作为第一台实用蒸汽机的历史地位。 第二章：瓦特与蒸汽机的革命 2.1 技术的瓶颈与革新的呼唤： 分析纽科门蒸汽机效率低下的主要问题，如大量的燃料消耗和部件磨损，以及这种低效性对早期工业发展的制约。 2.2 詹姆斯·瓦特的伟大贡献： 详细介绍瓦特对蒸汽机的系列性改进。 2.2.1 独立冷凝器的发明： 这是瓦特最核心的创新之一。深入剖析独立冷凝器如何解决纽科门蒸汽机因反复加热与冷却气缸而造成的能量损失，从而大幅提高效率。 2.2.2 复合式蒸汽机的出现： 讲解瓦特如何通过设计高低压汽缸，使蒸汽逐步膨胀做功，进一步提升热能利用率。 2.2.3 连杆与曲柄机构的应用： 介绍瓦特引入的连杆和曲柄机构，使得往复直线运动转化为旋转运动，这对于驱动各种机械设备至关重要。 2.2.4 调速器的发明（飞球调速器）： 阐述调速器如何稳定蒸汽机的转速，确保生产过程的平稳运行。 2.3 蒸汽机的广泛应用与社会变革： 2.3.1 工业生产的驱动力： 详细阐述瓦特蒸汽机如何推动纺织、冶金、采矿等各行各业的机械化生产，标志着第一次工业革命的到来。 2.3.2 交通运输的飞跃： 介绍蒸汽机在蒸汽机车（火车）和蒸汽轮船上的应用，分析其如何彻底改变了陆地和海洋的交通运输方式，缩短了时空距离，促进了全球贸易和人员流动。 2.3.3 城市化进程与人口迁移： 探讨蒸汽机的普及如何导致工厂聚集，人口从农村向城市迁移，加速了城市化进程。 2.3.4 新的社会阶级与经济模式： 分析蒸汽机驱动的工业化如何催生了新的资产阶级和工业无产阶级，以及资本主义经济模式的确立。 第三章：蒸汽动力的发展与衰落 3.1 高压蒸汽机的演进： 探讨19世纪对蒸汽机性能的进一步追求，如高压蒸汽技术、复合膨胀技术（多缸膨胀）的发展，以及这些技术在提高功率和效率方面的贡献。 3.2 工业应用的新高峰： 介绍蒸汽机在发电机组、船舶推进、农业机械等领域的广泛应用，回顾蒸汽动力在19世纪末20世纪初的辉煌成就。 3.3 蒸汽机的局限性显现： 分析蒸汽机在体积、重量、启动时间、燃料携带以及能源利用效率（相较于后来的内燃机）等方面存在的固有缺陷。 3.4 内燃机的崛起及其挑战： 简述内燃机开始崭露头角，并对蒸汽机市场份额造成冲击的早期迹象。 第二部分：内燃机的诞生与腾飞 第四章：内燃机的科学原理与早期探索 4.1 热机效率的理论探索： 回顾卡诺循环等热力学基本定律，分析内燃机相比蒸汽机在理论效率上的潜力。 4.2 气体膨胀做功的早期尝试： 介绍17世纪末至19世纪初，如克里斯蒂安·惠更斯、约翰·巴贝奇等人关于利用气体爆炸或膨胀来驱动活塞的早期构想和实验。 4.3 气体发动机的雏形： 详细介绍19世纪中叶，如埃蒂·兰诺瓦、尼古拉·奥托等人在气体发动机领域的早期贡献，特别是奥托单动四冲程循环的提出，为现代内燃机奠定了基础。 第五章：四冲程与二冲程的创新：奥托与迪塞尔 5.1 尼古拉·奥托与四冲程发动机： 5.1.1 四冲程工作原理的详解： 深入剖析奥托循环（进气、压缩、做功、排气）的四个冲程，解释燃料与空气混合、点火、膨胀做功、废气排放的每一个环节。 5.1.2 四冲程的优势与普及： 分析四冲程发动机相比早期发动机在效率、稳定性和控制性上的巨大提升，以及它如何成为现代汽油机的基础。 5.2 鲁道夫·迪塞尔与柴油机： 5.2.1 迪塞尔循环的构想： 介绍迪塞尔利用高温压缩空气点燃燃料的创新思路，以及其对热力学效率的追求。 5.2.2 柴油机的结构与原理： 详细阐述柴油机的结构特点（如高压缩比），以及它与汽油机在燃料、点火方式、燃烧过程和效率上的显著区别。 5.2.3 柴油机的应用前景： 分析柴油机在高功率、高效率、低转速下的优势，预示其在重型机械、船舶、火车等领域的巨大潜力。 第六章：内燃机的广泛应用与技术革新 6.1 汽车工业的崛起： 6.1.1 奔驰、福特与汽车的普及： 介绍卡尔·本茨、戈特利布·戴姆勒以及亨利·福特等人在汽车设计、制造和普及方面的里程碑式贡献。 6.1.2 内燃机在汽车中的核心地位： 阐述内燃机如何成为汽车最关键的动力来源，以及其不断优化（如化油器、电喷系统、涡轮增压等）的过程。 6.2 飞机与航空动力： 6.2.1 早期航空发动机的挑战： 探讨早期飞机对轻便、高功率发动机的需求。 6.2.2 活塞式航空发动机的发展： 介绍螺旋桨飞机时代，内燃机（主要是汽油机）如何支撑起航空业的早期发展。 6.3 其他领域的应用： 6.3.1 船舶与铁路： 探讨内燃机在轮船和火车上的应用，如何逐渐取代蒸汽机，带来更高效、更灵活的动力方案。 6.3.2 农业机械与工业设备： 分析内燃机在拖拉机、发电机组、压缩机等设备中的普及。 第三部分：现代动力科技的传承与演进 第七章：内燃机的持续优化与新能源挑战 7.1 排放控制与环保压力： 探讨内燃机在污染物排放方面的挑战，以及催化转化器、颗粒物过滤器等排放控制技术的出现。 7.2 燃油效率的极限与新方向： 分析传统内燃机在燃油效率提升上面临的瓶颈，以及缸内直喷、可变气门正时、米勒循环等先进技术。 7.3 新能源技术的崛起： 介绍混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车等替代动力技术的发展，以及它们如何挑战内燃机的主导地位。 第八章：蒸汽动力在现代科技中的“隐秘”身影 8.1 核能与蒸汽轮机： 重点介绍核电站中，利用核反应堆产生的热量加热水产生高温高压蒸汽，再由蒸汽驱动蒸汽轮机发电的原理。这是蒸汽动力在现代大规模能源生产中的核心应用。 8.2 火力发电厂： 阐述传统的火力发电厂如何通过燃烧化石燃料（煤、天然气）产生蒸汽，驱动汽轮机发电。 8.3 工业过程中的蒸汽应用： 介绍在炼油、化工、食品加工等工业领域，蒸汽作为加热介质、驱动动力源的广泛使用，强调其在工业流程中的不可替代性。 8.4 极寒与特殊环境下的应用： 探讨在极端寒冷环境下，蒸汽动力因其可靠性和易于维护性，可能存在的特殊应用场景（与某些新兴制氢技术对低温的需求进行对比，但仅限于蒸汽动力的通用应用）。 第九章：未来动力系统的展望 9.1 多能源协同： 探讨未来交通和能源系统将是多种动力技术的融合，而非单一技术的垄断。 9.2 能源效率与可持续性： 展望未来动力技术的发展将更加注重能源的综合利用效率和对环境的可持续性。 9.3 自动化与智能化： 预测未来动力系统将与先进的控制技术、人工智能相结合，实现更高效、更安全、更智能的运行。 结语 《蒸汽动力与内燃机的演进：从工业革命到现代交通》一书，将带领读者穿越几个世纪的技术发展长河，深刻理解蒸汽机和内燃机这两项革命性发明如何塑造了我们的世界。我们关注的重点是它们在各自发展阶段的技术原理、工程挑战、实际应用以及它们对人类社会产生的广泛而深远的影响。通过回顾这些伟大的工程成就，我们可以更好地理解当今世界能源与动力技术的现状，并为未来的技术创新汲取灵感。本书旨在提供一个全面而深入的视角，让读者领略工业文明的魅力，感受科技进步的力量。

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这本书给我的总体印象是结构严谨，但内容略显陈旧，仿佛是几年前的行业报告汇编，缺少了对当下技术浪潮的敏锐捕捉。我原以为会深入探讨诸如人工智能在能源优化调度中的应用，或者利用大数据分析来预测和管理大规模能源系统的复杂行为。我渴望了解的是，在数字化和智能化的大背景下，能源领域正经历怎样的深刻变革，尤其是那些依赖于复杂算法和高精度模拟的尖端技术。例如，如何利用机器学习模型来预测设备故障，从而实现更精细化的预防性维护；或者如何通过深度学习来优化反应堆的设计参数，以达到更高的能效比。然而，书中对这些现代计算工具的提及寥寥无几，更多的是对传统工程方法的机械性描述。这使得整本书在面对快速迭代的科技发展时，显得步履蹒跚，无法为读者提供一个面向未来的视角。对于追求效率和智能化的现代工程师或研究人员而言，这本书提供的知识可能需要大量补充才能跟上行业发展的步伐。

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这本书在语言风格上显得过于学术化和刻板，缺乏一种引人入胜的叙事张力。我希望能读到一些关于特定技术攻关过程中，团队经历的挫折、失败，以及最终如何通过非传统的思维方式找到解决方案的“幕后故事”。工程实践中，最宝贵的经验往往隐藏在那些非标准化的、充满人与机器交互的复杂场景之中。比如，某个关键安全系统的设计，是如何平衡成本、效率与冗余度的？决策者在面对信息不完全或突发危机时，是如何权衡风险并最终拍板的？这些带有情境和人性色彩的叙述，能极大地增强读者的代入感和学习兴趣。然而，本书呈现的更像是一份高度提炼和净化的“标准答案”，过滤掉了所有不确定性和探索的曲折性。这种过于“干净”的呈现方式，虽然保证了信息的准确性，却削弱了其作为一本引人入胜的专业读物的魅力，使得阅读过程更像是一项任务而非享受知识的旅程。

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拿到这本书时，我原本期待能读到一些关于现代新能源技术如何突破瓶颈的深入探讨，特别是那些颠覆性的、让人眼前一亮的创新思路。然而，阅读过程中的感受却像是在品尝一碗平淡无奇的白粥，尽管它营养均衡，但缺乏让人回味无穷的佐料。我特别希望看到一些关于前沿材料科学在能源转化中的应用，比如新型催化剂的设计原理，或者量子点技术如何优化光电化学反应效率的案例分析。书中对基础理论的阐述虽然详尽，却总是在关键的、需要深入剖析的创新点上戛然而止，留下的更多是概念性的描绘而非实操性的指导。我希望能看到更多关于未来能源系统的宏大构想，比如如何将间歇性能源（如风能、太阳能）与储能技术更有效地整合，构建一张更具弹性和智能化的全球能源网络。这本书更偏向于对现有技术的梳理和总结，缺乏对“下一代”技术范式的探索与预判，这对于一个热衷于前沿科技的读者来说，无疑是一种遗憾。我期待的，是那种能激发我进行独立思考、甚至挑战既有知识体系的论述，而非仅仅是知识的搬运工。

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作为一名对可持续发展和绿色转型抱有极大热情的读者，我更关注的是社会经济层面的影响和政策层面的驱动力。我期望书中能有一部分篇幅专门剖析不同国家和地区在推广新能源技术时所面临的独特挑战，比如供应链的脆弱性、政策法规的不确定性，以及公众接受度的差异。探讨能源转型如何重塑地缘政治格局，或者在经济欠发达地区如何实现负担得起且可靠的能源普及，这些宏大的议题，能让技术讨论更具深度和人文关怀。这本书在技术细节上做到了细致入微，但在将这些技术置于更广阔的社会、经济和环境背景下进行审视时，却显得有些单薄。我需要的，是能够将冰冷的技术参数与火热的社会需求连接起来的桥梁，理解技术背道后那些复杂的博弈和权衡。缺乏对这些“软科学”要素的探讨，使得这本书的技术呈现，即便再精准，也难以跳脱出纯粹的工具书范畴，无法激发我进行跨学科的思考。

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坦白说，我对书中那些关于操作流程和标准规范的详尽描述感到有些枯燥，这更像是针对初级技术人员的入门手册，而不是一本能引导资深专业人士进行创新探索的深度著作。我真正感兴趣的是那些突破性的理论框架，是那些挑战现有设计理念的“为什么”和“怎么可能”的探索。比如，在材料失效分析方面，我希望看到更精密的断裂力学模型，或者在极端工况下材料性能变化的实时监测技术。我期待的是能看到作者如何构建一个全新的理论体系来解释某些反直觉的现象，而不是仅仅罗列已知的安全规程。这种对基础科学前沿的深挖，往往是孕育下一次技术飞跃的温床。这本书虽然确保了操作的安全性，却似乎牺牲了对理论极限的挑战和对未知领域的探索欲，使得阅读体验趋于平稳，缺乏那种“啊哈！”时刻的惊喜感。对我而言，一本有价值的技术书籍，应当包含至少一个能够颠覆我原有认知的新颖视角或模型。

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