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儲氫工藝及設備設計 版權信息
- ISBN：9787511476234
- 條形碼：9787511476234 ; 978-7-5114-7623-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
儲氫工藝及設備設計 本書特色
氫能是未來國家能源體系重要組成部分 ,是用能終端實現綠色低碳的重要載體。《儲氫工藝及設備設計》一書根據新能源科學與工程專業人才培養方案以及氫能企業對高級應用型人才的要求進行編寫 ,讓讀者能夠從 “制氫 —儲氫 —輸氫 —用氫 —安全 ”的氫能全產業鏈視角 ,結合*新的研究及應用現狀 ,從整體上把握氫能儲運工藝與裝備的主要方面和基本內容。
儲氫工藝及設備設計 內容簡介
本教材以承壓設備常規與分析設計理論為基礎，結合氫氣的物理化學特性，以及氫氣制、儲、運、加等環節對主要設備的特殊要求，系統闡述高壓儲氫設備、液態儲氫設備和固態金屬儲氫設備的設計理論和方法，同時扼要闡述其它有商業化前景的儲氫技術與設備的研究現狀。本書共分為6個章節，即緒論、儲氫工藝、儲氫設備設計基礎、高壓氣態儲氫設備設計、低溫液態儲氫設備設計和固態儲氫設備設計。每章節附有習題，加強學生實踐與理論相結合的思維能力及思維習慣的培養。本書可以作為新能源及相關領域科研與管理工作者的參考書，也可以作為高等院校氫能概論教材，供教師、碩博士研究生、本科生及高職學生使用。
儲氫工藝及設備設計 目錄
第1 章 緒 論…………………………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1 儲氫的重要性 …………………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1. 1 氫的基本性質 ……………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1. 2 氫的生產和使用 …………………………………………………………… ( 2 ) 1. 1. 3 氫的儲存 …………………………………………………………………… ( 3 ) 1. 2 儲氫的方法 ……………………………………………………………………… ( 3 ) 1. 2. 1 高壓氣態儲氫 ……………………………………………………………… ( 3 )第1 章 緒 論…………………………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1 儲氫的重要性 …………………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1. 1 氫的基本性質 ……………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1. 2 氫的生產和使用 …………………………………………………………… ( 2 ) 1. 1. 3 氫的儲存 …………………………………………………………………… ( 3 ) 1. 2 儲氫的方法 ……………………………………………………………………… ( 3 ) 1. 2. 1 高壓氣態儲氫 ……………………………………………………………… ( 3 ) 1. 2. 2 低溫液態儲氫 ……………………………………………………………… ( 4 ) 1. 2. 3 固態儲氫 …………………………………………………………………… ( 4 ) 1. 2. 4 有機液體儲氫 ……………………………………………………………… ( 5 ) 1. 2. 5 其他氫載體儲氫 …………………………………………………………… ( 5 ) 1. 3 儲氫的瓶頸問題 ………………………………………………………………… ( 5 ) 1. 3. 1 高壓氣態儲氫的瓶頸問題 ………………………………………………… ( 5 ) 1. 3. 2 低溫液態儲氫的瓶頸問題 ………………………………………………… ( 7 ) 1. 3. 3 固態儲氫的瓶頸問題 ……………………………………………………… ( 7 ) 1. 3. 4 有機液體儲氫的瓶頸問題 ………………………………………………… ( 8 ) 1. 4 儲氫的發展趨勢 ………………………………………………………………… ( 9 ) 1. 5 本課程的知識體系和學習方法 ………………………………………………… ( 9 ) 思考題…………………………………………………………………………………… ( 10 )第2 章 儲氫工藝………………………………………………………………………… ( 11 ) 2. 1 氫氣增壓儲存工藝 ……………………………………………………………… ( 11 ) 2. 1. 1 氫氣增壓儲存原理 ………………………………………………………… ( 11 ) 2. 1. 2 氫氣常溫增壓儲存工藝 …………………………………………………… ( 15 ) 2. 1. 3 氫氣低溫增壓儲存工藝 …………………………………………………… ( 20 ) 2. 1. 4 氫氣的焦耳-湯姆孫效應 ………………………………………………… ( 22 ) 2. 2 低溫液化儲存 …………………………………………………………………… ( 23 ) 2. 2. 1 氫液化工藝 ………………………………………………………………… ( 24 ) 2. 2. 2 液氫加注和儲運工藝 ……………………………………………………… ( 26 )·Ⅰ· 2. 2. 3 液氫系統的置換和預冷 …………………………………………………… ( 27 ) 2. 2. 4 液氫儲運中的不穩定因素 ………………………………………………… ( 28 ) 2. 3 固態儲氫 ………………………………………………………………………… ( 29 ) 2. 3. 1 固態儲氫概述 ……………………………………………………………… ( 29 ) 2. 3. 2 儲氫合金及其儲氫原理 …………………………………………………… ( 29 ) 2. 3. 3 儲氫合金吸/放氫反應熱力學和動力學…………………………………… ( 31 ) 2. 3. 4 合金儲氫裝置的吸/放氫特性及其影響因素……………………………… ( 34 ) 2. 3. 5 固態儲運氫工藝簡介 ……………………………………………………… ( 35 ) 思考題…………………………………………………………………………………… ( 36 )第3 章 儲氫設備設計基礎……………………………………………………………… ( 37 ) 3. 1 儲氫設備的基本結構 …………………………………………………………… ( 37 ) 3. 1. 1 結構組成 …………………………………………………………………… ( 37 ) 3. 1. 2 薄壁容器與厚壁容器 ……………………………………………………… ( 38 ) 3. 2 儲氫設備的載荷分析 …………………………………………………………… ( 42 ) 3. 2. 1 載荷 ………………………………………………………………………… ( 42 ) 3. 2. 2 載荷工況 …………………………………………………………………… ( 43 ) 3. 3 儲氫設備的設計要求和條件 …………………………………………………… ( 44 ) 3. 3. 1 設計要求 …………………………………………………………………… ( 44 ) 3. 3. 2 設計條件 …………………………………………………………………… ( 45 ) 3. 4 應力分析 ………………………………………………………………………… ( 46 ) 3. 4. 1 薄壁圓筒應力分析 ………………………………………………………… ( 46 ) 3. 4. 2 厚壁圓筒應力分析 ………………………………………………………… ( 47 ) 3. 4. 3 受內壓殼體與接管連接處的局部應力 …………………………………… ( 63 ) 3. 5 失效模式和設計準則 …………………………………………………………… ( 66 ) 3. 5. 1 失效模式 …………………………………………………………………… ( 66 ) 3. 5. 2 設計準則 …………………………………………………………………… ( 69 ) 3. 6 儲氫設備殼體的常規設計 ……………………………………………………… ( 73 ) 3. 6. 1 常規設計概述 ……………………………………………………………… ( 73 ) 3. 6. 2 內壓圓筒常規設計 ………………………………………………………… ( 74 ) 3. 6. 3 外壓圓筒設計 ……………………………………………………………… ( 81 ) 3. 6. 4 封頭設計 …………………………………………………………………… ( 91 ) 3. 7 儲氫容器殼體的分析設計 ……………………………………………………… ( 94 ) 3. 7. 1 分析設計概述 ……………………………………………………………… ( 94 ) 3. 7. 2 彈性應力分析方法 ………………………………………………………… ( 94 ) 3. 7. 3 彈塑性分析方法 …………………………………………………………… ( 96 ) 3. 7. 4 疲勞分析 …………………………………………………………………… (100)·Ⅱ· 思考題…………………………………………………………………………………… (107)第4 章 高壓氣態儲氫設備設計………………………………………………………… (109) 4. 1 單層金屬儲氫容器 ……………………………………………………………… (109) 4. 1. 1 概述 ………………………………………………………………………… (109) 4. 1. 2 結構與選材 ………………………………………………………………… (110) 4. 1. 3 設計與校核 ………………………………………………………………… (113) 4. 1. 4 單層鋼質儲氫容器的局限性 ……………………………………………… (119) 4. 2 多層金屬儲氫容器 ……………………………………………………………… (120) 4. 2. 1 概述 ………………………………………………………………………… (120) 4. 2. 2 結構與選材 ………………………………………………………………… (121) 4. 2. 3 鋼帶錯繞式儲氫容器設計、 制造、 檢驗和安全管理 …………………… (123) 4. 2. 4 層板包扎式儲氫容器設計、 制造、 檢驗和安全管理 …………………… (128) 4. 3 纖維纏繞儲氫容器設計 ………………………………………………………… (133) 4. 3. 1 概述 ………………………………………………………………………… (133) 4. 3. 2 纖維纏繞儲氫容器的結構及選材 ………………………………………… (133) 4. 3. 3 纖維纏繞工藝及成型方法 ………………………………………………… (139) 4. 3. 4 復合材料層合板力學基礎 ………………………………………………… (143) 4. 3. 5 復合材料層設計基礎 ……………………………………………………… (149) 4. 3. 6 纖維纏繞儲氫容器的強度分析 …………………………………………… (157) 4. 3. 7 纖維纏繞儲氫容器的疲勞分析 …………………………………………… (160) 4. 4 高壓氣態儲氫設備的發展趨勢 ………………………………………………… (161) 4. 4. 1 可靠性設計制造技術 ……………………………………………………… (161) 4. 4. 2 檢驗檢測監測及診斷評估 ………………………………………………… (162) 4. 4. 3 規范標準體系完善 ………………………………………………………… (162) 思考題…………………………………………………………………………………… (162)第5 章 低溫液氫儲存設備設計………………………………………………………… (163) 5. 1 概述 ……………………………………………………………………………… (163) 5. 1. 1 分類及特點 ………………………………………………………………… (163) 5. 1. 2 基本結構 …………………………………………………………………… (166) 5. 2 液氫儲存設備材料 ……………………………………………………………… (167) 5. 2. 1 內容器用材料 ……………………………………………………………… (168) 5. 2. 2 外容器用材料 ……………………………………………………………… (170) 5. 2. 3 夾層支撐材料 ……………………………………………………………… (171) 5. 2. 4 絕熱材料 …………………………………………………………………… (171) 5. 2. 5 吸附劑材料 ………………………………………………………………… (173)·Ⅲ· 5. 3 液氫儲存設備設計 ……………………………………………………………… (173) 5. 3. 1 設計基礎 …………………………………………………………………… (173) 5. 3. 2 罐體設計計算 ……………………………………………………………… (176) 5. 3. 3 罐體夾層的真空絕熱性能計算 …………………………………………… (177) 5. 3. 4 結構設計 …………………………………………………………………… (182) 5. 3. 5 安全附件設計 ……………………………………………………………… (188) 5. 3. 6 制造 ………………………………………………………………………… (190) 5. 3. 7 無損檢測 …………………………………………………………………… (193) 5. 4 液氫儲存設備設計技術進展 …………………………………………………… (194) 思考題…………………………………………………………………………………… (195)第6 章 固態儲氫設備設計……………………………………………………………… (198) 6. 1 固態儲氫設備概述 ……………………………………………………………… (198) 6. 1. 1 固態儲氫材料 ……………………………………………………………… (198) 6. 1. 2 固態儲氫設備的結構組成 ………………………………………………… (202) 6. 1. 3 固態儲氫設備的性能參數 ………………………………………………… (203) 6. 2 固態儲氫設備的設計 …………………………………………………………… (204) 6. 2. 1 失效模式和設計要求 ……………………………………………………… (204) 6. 2. 2 儲氫材料的選擇及用量計算 ……………………………………………… (206) 6. 2. 3 吸/放氫管路的選材和管徑計算…………………………………………… (207) 6. 2. 4 換熱部件設計 ……………………………………………………………… (208) 6. 2. 5 承壓殼體工藝和結構設計 ………………………………………………… (217) 6. 2. 6 安全和監測附件設計 ……………………………………………………… (219) 6. 3 固態儲氫的應用場景和發展前景 ……………………………………………… (219) 6. 3. 1 固定式應用 ………………………………………………………………… (219) 6. 3. 2 移動式應用 ………………………………………………………………… (220) 思考題…………………………………………………………………………………… (221)參考文獻…………………………………………………………………………………… (222)
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儲氫工藝及設備設計 作者簡介
李建立，男，漢族，1979年1月生于河南省焦作市武陟縣。2001年6月畢業于蘭州理工大學化工設備與機械專業，隨后留校任教；2003年9月至2009年6月在北京化工大學攻讀碩士和博士學位；2011年9月華東理工大學動力工程及工程熱物理博士后流動站出站，入北京石油化工學院機械工程學院任教至今。2013年入選北京市青年英才培養計劃。2017年至今作為機械工程學院院長助理協助院領導進行實驗室建設和管理工作。
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