本書重點(diǎn)圍繞現(xiàn)代綠色設(shè)計(jì)、節(jié)能、環(huán)保、新能源以及智能制造等新的發(fā)展趨勢(shì)，闡釋過程裝備與控制工程對(duì)過程工業(yè)的支撐作用、過程工業(yè)新的發(fā)展及其與專業(yè)的關(guān)系、大學(xué)期間創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等內(nèi)容，以及與這些內(nèi)容相關(guān)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。
21世紀(jì)，全球制造業(yè)面臨著市場(chǎng)需求萎縮、產(chǎn)值下降、客戶個(gè)性化需求增加、交貨期縮短、能源和資源緊張、“三廢”排放和碳排放要求日趨嚴(yán)格等挑戰(zhàn)。在新一輪技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)變革中，世界各主要經(jīng)濟(jì)體紛紛提出對(duì)傳統(tǒng)制造業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)的國家級(jí)戰(zhàn)略。在我國，黨的二十大報(bào)告更是明確提出了“加快建設(shè)制造強(qiáng)國”的發(fā)展要求。
過程工業(yè)是制造業(yè)的重要支撐，事關(guān)國家的經(jīng)濟(jì)命脈和人民的衣、食、住、行。我國過程工業(yè)歷經(jīng)數(shù)十年的發(fā)展，整體實(shí)力增長(zhǎng)迅速，國際影響力顯著提高，已成為世界上門類齊全、規(guī)模龐大的流程制造業(yè)大國，綠色發(fā)展和智能化發(fā)展成為我國過程工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。過程裝備是過程工業(yè)的基礎(chǔ)，服務(wù)和引領(lǐng)著工藝的創(chuàng)新發(fā)展，在一定程度上決定著傳統(tǒng)過程工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，決定著節(jié)能環(huán)保、生物、新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
人才是發(fā)展的首要資源，工程教育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系，相互支撐。過程裝備與控制工程專業(yè)是在多個(gè)學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)上交叉、融合出現(xiàn)的學(xué)科分支，也是生產(chǎn)需求引導(dǎo)和工程科技發(fā)展的產(chǎn)物。過程工業(yè)及相關(guān)行業(yè)的發(fā)展日新月異，了解這些新的變化（或發(fā)展趨勢(shì)）及其與過程裝備與控制工程專業(yè)的關(guān)系，有助于該專業(yè)學(xué)生（或初學(xué)者）客觀地了解專業(yè)的內(nèi)涵、專業(yè)在社會(huì)發(fā)展中的作用以及專業(yè)的發(fā)展方向，有助于他們較早地找到感興趣的發(fā)展方向并制訂出自己的學(xué)習(xí)計(jì)劃，從而更好地支撐未來過程工業(yè)的發(fā)展。在此背景下，本團(tuán)隊(duì)在前期教學(xué)基礎(chǔ)上，編寫了本書。本書亦為國家級(jí)一流本科專業(yè)——過程裝備與控制工程專業(yè)建設(shè)成果教材。
全書共分七章，第1章介紹過程裝備與控制工程專業(yè)的內(nèi)涵、專業(yè)在過程工業(yè)發(fā)展中的作用以及發(fā)展現(xiàn)狀；第2章介紹產(chǎn)品的全生命周期、產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)；第3章通過節(jié)能原理與節(jié)能基本途徑、過程強(qiáng)化傳熱技術(shù)與裝備、工業(yè)余熱回收技術(shù)與裝備等，介紹過程工業(yè)新的節(jié)能技術(shù)及其裝備發(fā)展；第4章分別從廢水、廢氣以及固廢等三個(gè)方面，介紹當(dāng)前的典型處理技術(shù)及裝備發(fā)展；第5章介紹傳統(tǒng)火力發(fā)電過程、新能源技術(shù)及裝備發(fā)展；第6章介紹過程工業(yè)智能制造的必要性、過程工業(yè)智能制造的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)，以及過程裝備智能化應(yīng)用案例；第7章圍繞大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，重點(diǎn)介紹了專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及基本要求、創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要具備的基本能力以及大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐案例。
本書是團(tuán)隊(duì)教學(xué)的結(jié)晶，李俊承擔(dān)了第1章、第6章、第7章（部分內(nèi)容）的編寫；陽明君承擔(dān)了第2章和第7章（部分內(nèi)容）的編寫；張穎承擔(dān)了第3章和第7章（部分內(nèi)容）的編寫；羅會(huì)清承擔(dān)了第4章的編寫；陳曄承擔(dān)了第5章和第7章（部分內(nèi)容）的編寫；史君林承擔(dān)了第7章（部分內(nèi)容）的編寫，并提供了部分素材。在編寫過程中，部分研究生參與了初稿的部分校正工作。全書由李俊統(tǒng)稿，陳曄負(fù)責(zé)整理和校稿。
限于編者水平，本書在內(nèi)容取舍和體系架構(gòu)上，都可能存在不妥之處，懇請(qǐng)廣大讀者提出寶貴意見和建議，我們將不斷完善。
李俊
2022年8月
第1章過程裝備與控制工程專業(yè)內(nèi)涵及發(fā)展1
1.1過程工業(yè)與過程裝備1
1.2過程工業(yè)的基本過程及典型設(shè)備2
1.3過程工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)4
1.4過程裝備與控制工程專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀5
思考題6
參考文獻(xiàn)6
第2章綠色制造模式下的過程裝備設(shè)計(jì)7
2.1過程裝備傳統(tǒng)設(shè)計(jì)及局限性7
2.1.1主要設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)流程7
2.1.2過程裝備傳統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例8
2.1.3過程裝備傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的局限性9
2.2產(chǎn)品全生命周期綠色設(shè)計(jì)基礎(chǔ)10
2.2.1產(chǎn)品全生命周期10
2.2.2綠色產(chǎn)品的概念11
2.2.3綠色設(shè)計(jì)的概念與原則11
2.3產(chǎn)品全生命周期綠色設(shè)計(jì)13
2.3.1綠色材料選擇13
2.3.2綠色制造14
2.3.3綠色包裝設(shè)計(jì)15
2.3.4綠色產(chǎn)品的循環(huán)利用15
2.4綠色制造模式下的產(chǎn)品全生命周期綠色設(shè)計(jì)案例17
2.4.1太陽能泵設(shè)計(jì)17
2.4.2博萊特空壓機(jī)設(shè)計(jì)19
2.4.3其他綠色設(shè)計(jì)案例賞析20
思考題21
參考文獻(xiàn)21
第3章過程工業(yè)節(jié)能及其裝備發(fā)展22
3.1節(jié)能原理與基本途徑22
3.1.1節(jié)能的定義22
3.1.2節(jié)能的原理22
3.1.3節(jié)能的途徑23
3.2強(qiáng)化傳熱技術(shù)與裝置23
3.2.1傳熱的基本原理23
3.2.2強(qiáng)化傳熱方法及典型結(jié)構(gòu)24
3.3工業(yè)余熱回收技術(shù)及裝備29
3.3.1過程工業(yè)常見的余熱資源及其價(jià)值29
3.3.2典型工業(yè)余熱回收技術(shù)30
3.3.3強(qiáng)化傳熱換熱器在余熱回收中的應(yīng)用32
3.3.4余熱（廢熱）鍋爐——高溫余熱回收的關(guān)鍵設(shè)備33
思考題35
參考文獻(xiàn)35
第4章現(xiàn)代環(huán)保技術(shù)及其裝備發(fā)展36
4.1環(huán)保設(shè)備分類36
4.1.1環(huán)保設(shè)備的分類36
4.1.2環(huán)保設(shè)備的特點(diǎn)36
4.2工業(yè)廢水處理技術(shù)與設(shè)備37
4.2.1工業(yè)廢水來源及水質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)37
4.2.2工業(yè)廢水處理方法及設(shè)備37
4.3工業(yè)廢氣處理技術(shù)與設(shè)備45
4.3.1工業(yè)廢氣處理概述45
4.3.2廢氣處理技術(shù)及裝備實(shí)例46
4.4工業(yè)固廢處理技術(shù)與設(shè)備48
4.4.1固體廢物概述48
4.4.2工業(yè)固體廢棄物處理技術(shù)49
4.4.3工業(yè)固廢處理技術(shù)及裝備實(shí)例51
思考題53
參考文獻(xiàn)53
第5章新能源及其裝備發(fā)展55
5.1火力發(fā)電過程與裝備55
5.1.1火力發(fā)電基本原理55
5.1.2火力發(fā)電主要設(shè)備56
5.1.3火力發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)58
5.2新能源發(fā)電技術(shù)與裝備59
5.2.1太陽能發(fā)電過程及裝備59
5.2.2風(fēng)力發(fā)電過程與裝備65
5.2.3核能發(fā)電過程與裝備67
5.2.4生物質(zhì)能利用過程與裝備68
5.2.5氫能利用過程與裝備71
5.2.6地?zé)岚l(fā)電74
5.2.7低溫余熱發(fā)電76
5.3新能源發(fā)展趨勢(shì)77
5.3.1太陽能發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)77
5.3.2風(fēng)能發(fā)展趨勢(shì)77
5.3.3核能發(fā)展趨勢(shì)78
5.3.4生物能發(fā)展趨勢(shì)78
5.3.5氫能發(fā)展趨勢(shì)78
思考題79
參考文獻(xiàn)79
第6章過程工業(yè)智能制造80
6.1過程工業(yè)智能制造的必要性80
6.2過程工業(yè)智能制造基礎(chǔ)82
6.2.1智能制造的基本內(nèi)涵及特點(diǎn)82
6.2.2智能制造涉及的關(guān)鍵技術(shù)84
6.2.3過程工業(yè)智能控制基礎(chǔ)85
6.2.4智慧化單元操作與單元過程87
6.2.5過程軟測(cè)量技術(shù)88
6.3過程裝備智能化管理應(yīng)用89
6.4過程裝備與控制工程人才需要具備的學(xué)科知識(shí)91
思考題91
參考文獻(xiàn)91
第7章專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)93
7.1專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)基本要求93
7.2大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要具備的基礎(chǔ)94
7.2.1現(xiàn)代工具94
7.2.2實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理95
7.2.3文獻(xiàn)研究方法98
7.3大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐案例99
7.3.1白酒釀造過程熱能梯級(jí)利用方法研究99
7.3.2基于渦流效應(yīng)的雙作用車用空調(diào)系統(tǒng)研究101
7.3.3噴涂車間VOCs廢氣高效回收裝置設(shè)計(jì)102
7.3.4撬裝式智能曲房開發(fā)103
7.3.5纖維塑化水余熱利用防堵?lián)Q熱器設(shè)計(jì)105
思考題107
參考文獻(xiàn)107
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