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儲氫工藝及設(shè)備設(shè)計 版權(quán)信息
- ISBN：9787511476234
- 條形碼：9787511476234 ; 978-7-5114-7623-4
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
儲氫工藝及設(shè)備設(shè)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(xiàn)綠色低碳的重要載體。《儲氫工藝及設(shè)備設(shè)計》一書根據(jù)新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案以及氫能企業(yè)對高級應(yīng)用型人才的要求進(jìn)行編寫 ,讓讀者能夠從 “制氫 —儲氫 —輸氫 —用氫 —安全 ”的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈視角 ,結(jié)合*新的研究及應(yīng)用現(xiàn)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(nèi)容。
儲氫工藝及設(shè)備設(shè)計 內(nèi)容簡介
本教材以承壓設(shè)備常規(guī)與分析設(shè)計理論為基礎(chǔ)，結(jié)合氫氣的物理化學(xué)特性，以及氫氣制、儲、運、加等環(huán)節(jié)對主要設(shè)備的特殊要求，系統(tǒng)闡述高壓儲氫設(shè)備、液態(tài)儲氫設(shè)備和固態(tài)金屬儲氫設(shè)備的設(shè)計理論和方法，同時扼要闡述其它有商業(yè)化前景的儲氫技術(shù)與設(shè)備的研究現(xiàn)狀。本書共分為6個章節(jié)，即緒論、儲氫工藝、儲氫設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)、高壓氣態(tài)儲氫設(shè)備設(shè)計、低溫液態(tài)儲氫設(shè)備設(shè)計和固態(tài)儲氫設(shè)備設(shè)計。每章節(jié)附有習(xí)題，加強學(xué)生實踐與理論相結(jié)合的思維能力及思維習(xí)慣的培養(yǎng)。本書可以作為新能源及相關(guān)領(lǐng)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(xué)生使用。
儲氫工藝及設(shè)備設(shè)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(zhì) ……………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1. 2 氫的生產(chǎn)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(tài)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(zhì) ……………………………………………………………… ( 1 ) 1. 1. 2 氫的生產(chǎn)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(tài)儲氫 ……………………………………………………………… ( 3 ) 1. 2. 2 低溫液態(tài)儲氫 ……………………………………………………………… ( 4 ) 1. 2. 3 固態(tài)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(tài)儲氫的瓶頸問題 ………………………………………………… ( 5 ) 1. 3. 2 低溫液態(tài)儲氫的瓶頸問題 ………………………………………………… ( 7 ) 1. 3. 3 固態(tài)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(fā)展趨勢 ………………………………………………………………… ( 9 ) 1. 5 本課程的知識體系和學(xué)習(xí)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(yīng) ………………………………………………… ( 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(tǒng)的置換和預(yù)冷 …………………………………………………… ( 27 ) 2. 2. 4 液氫儲運中的不穩(wěn)定因素 ………………………………………………… ( 28 ) 2. 3 固態(tài)儲氫 ………………………………………………………………………… ( 29 ) 2. 3. 1 固態(tài)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(yīng)熱力學(xué)和動力學(xué)…………………………………… ( 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(tài)儲運氫工藝簡介 ……………………………………………………… ( 35 ) 思考題…………………………………………………………………………………… ( 36 )第3 章 儲氫設(shè)備設(shè)計基礎(chǔ)……………………………………………………………… ( 37 ) 3. 1 儲氫設(shè)備的基本結(jié)構(gòu) …………………………………………………………… ( 37 ) 3. 1. 1 結(jié)構(gòu)組成 …………………………………………………………………… ( 37 ) 3. 1. 2 薄壁容器與厚壁容器 ……………………………………………………… ( 38 ) 3. 2 儲氫設(shè)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(shè)備的設(shè)計要求和條件 …………………………………………………… ( 44 ) 3. 3. 1 設(shè)計要求 …………………………………………………………………… ( 44 ) 3. 3. 2 設(shè)計條件 …………………………………………………………………… ( 45 ) 3. 4 應(yīng)力分析 ………………………………………………………………………… ( 46 ) 3. 4. 1 薄壁圓筒應(yīng)力分析 ………………………………………………………… ( 46 ) 3. 4. 2 厚壁圓筒應(yīng)力分析 ………………………………………………………… ( 47 ) 3. 4. 3 受內(nèi)壓殼體與接管連接處的局部應(yīng)力 …………………………………… ( 63 ) 3. 5 失效模式和設(shè)計準(zhǔn)則 …………………………………………………………… ( 66 ) 3. 5. 1 失效模式 …………………………………………………………………… ( 66 ) 3. 5. 2 設(shè)計準(zhǔn)則 …………………………………………………………………… ( 69 ) 3. 6 儲氫設(shè)備殼體的常規(guī)設(shè)計 ……………………………………………………… ( 73 ) 3. 6. 1 常規(guī)設(shè)計概述 ……………………………………………………………… ( 73 ) 3. 6. 2 內(nèi)壓圓筒常規(guī)設(shè)計 ………………………………………………………… ( 74 ) 3. 6. 3 外壓圓筒設(shè)計 ……………………………………………………………… ( 81 ) 3. 6. 4 封頭設(shè)計 …………………………………………………………………… ( 91 ) 3. 7 儲氫容器殼體的分析設(shè)計 ……………………………………………………… ( 94 ) 3. 7. 1 分析設(shè)計概述 ……………………………………………………………… ( 94 ) 3. 7. 2 彈性應(yīng)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(tài)儲氫設(shè)備設(shè)計………………………………………………………… (109) 4. 1 單層金屬儲氫容器 ……………………………………………………………… (109) 4. 1. 1 概述 ………………………………………………………………………… (109) 4. 1. 2 結(jié)構(gòu)與選材 ………………………………………………………………… (110) 4. 1. 3 設(shè)計與校核 ………………………………………………………………… (113) 4. 1. 4 單層鋼質(zhì)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(jié)構(gòu)與選材 ………………………………………………………………… (121) 4. 2. 3 鋼帶錯繞式儲氫容器設(shè)計、 制造、 檢驗和安全管理 …………………… (123) 4. 2. 4 層板包扎式儲氫容器設(shè)計、 制造、 檢驗和安全管理 …………………… (128) 4. 3 纖維纏繞儲氫容器設(shè)計 ………………………………………………………… (133) 4. 3. 1 概述 ………………………………………………………………………… (133) 4. 3. 2 纖維纏繞儲氫容器的結(jié)構(gòu)及選材 ………………………………………… (133) 4. 3. 3 纖維纏繞工藝及成型方法 ………………………………………………… (139) 4. 3. 4 復(fù)合材料層合板力學(xué)基礎(chǔ) ………………………………………………… (143) 4. 3. 5 復(fù)合材料層設(shè)計基礎(chǔ) ……………………………………………………… (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(tài)儲氫設(shè)備的發(fā)展趨勢 ………………………………………………… (161) 4. 4. 1 可靠性設(shè)計制造技術(shù) ……………………………………………………… (161) 4. 4. 2 檢驗檢測監(jiān)測及診斷評估 ………………………………………………… (162) 4. 4. 3 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系完善 ………………………………………………………… (162) 思考題…………………………………………………………………………………… (162)第5 章 低溫液氫儲存設(shè)備設(shè)計………………………………………………………… (163) 5. 1 概述 ……………………………………………………………………………… (163) 5. 1. 1 分類及特點 ………………………………………………………………… (163) 5. 1. 2 基本結(jié)構(gòu) …………………………………………………………………… (166) 5. 2 液氫儲存設(shè)備材料 ……………………………………………………………… (167) 5. 2. 1 內(nèi)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(shè)備設(shè)計 ……………………………………………………………… (173) 5. 3. 1 設(shè)計基礎(chǔ) …………………………………………………………………… (173) 5. 3. 2 罐體設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計 …………………………………………………………………… (182) 5. 3. 5 安全附件設(shè)計 ……………………………………………………………… (188) 5. 3. 6 制造 ………………………………………………………………………… (190) 5. 3. 7 無損檢測 …………………………………………………………………… (193) 5. 4 液氫儲存設(shè)備設(shè)計技術(shù)進(jìn)展 …………………………………………………… (194) 思考題…………………………………………………………………………………… (195)第6 章 固態(tài)儲氫設(shè)備設(shè)計……………………………………………………………… (198) 6. 1 固態(tài)儲氫設(shè)備概述 ……………………………………………………………… (198) 6. 1. 1 固態(tài)儲氫材料 ……………………………………………………………… (198) 6. 1. 2 固態(tài)儲氫設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成 ………………………………………………… (202) 6. 1. 3 固態(tài)儲氫設(shè)備的性能參數(shù) ………………………………………………… (203) 6. 2 固態(tài)儲氫設(shè)備的設(shè)計 …………………………………………………………… (204) 6. 2. 1 失效模式和設(shè)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(shè)計 ……………………………………………………………… (208) 6. 2. 5 承壓殼體工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計 ………………………………………………… (217) 6. 2. 6 安全和監(jiān)測附件設(shè)計 ……………………………………………………… (219) 6. 3 固態(tài)儲氫的應(yīng)用場景和發(fā)展前景 ……………………………………………… (219) 6. 3. 1 固定式應(yīng)用 ………………………………………………………………… (219) 6. 3. 2 移動式應(yīng)用 ………………………………………………………………… (220) 思考題…………………………………………………………………………………… (221)參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………… (222)
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儲氫工藝及設(shè)備設(shè)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(yè)于蘭州理工大學(xué)化工設(shè)備與機械專業(yè)，隨后留校任教；2003年9月至2009年6月在北京化工大學(xué)攻讀碩士和博士學(xué)位；2011年9月華東理工大學(xué)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(xué)院機械工程學(xué)院任教至今。2013年入選北京市青年英才培養(yǎng)計劃。2017年至今作為機械工程學(xué)院院長助理協(xié)助院領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行實驗室建設(shè)和管理工作。
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