第1章 绪论 1
1.1 能源概述 1
1.1.1 太阳能 2
1.1.2 海洋能 3
1.1.3 风能 6
1.1.4 水能 7
1.1.5 地热能 7
1.1.6 生物质能 9
1.1.7 核能 10
1.1.8 氢能 11
1.1.9 可燃冰（甲烷水合物） 14
1.1.10 石油 16
1.1.11 天然气 18
1.1.12 煤 19
1.1.13 节约能源 23
1.2 能源使用及其发展的历史 24
1.2.1 能源使用的历史 24
1.2.2 能源未来的发展 28
1.3 热能动力装置在国民经济和国防建设中的作用 34
1.4 热力学循环优化分析法 36
1.4.1 现有循环分析法的缺点 37
1.4.2 物理模型法 38
1.4.3 数学模型法 40
1.4.4 热力学循环优化分析 41
1.4.5 因素分析法 43
第2章 活塞式内燃机理想循环（加热后工质的热力学性质不变） 45
2.1 卡诺循环 45
2.2 活塞式发动机的实际工作过程 48
2.3 理想循环的若干假设 49
2.4 活塞式发动机理想循环的优化分析 50
2.4.1 奥托循环（定容加热定容排热循环）的优化分析 50
2.4.2 狄赛尔循环（定压加热定容排热循环）的优化分析 59
2.4.3 双燃（又称混合加热定容排热循环）循环的优化分析 65
2.4.4 工质的最高压力比 71
2.5 三种活塞式发动机理想循环性能参数的比较 72
第3章 活塞式内燃机理想循环（加热后工质热力学性质变化） 74
3.1 工质的热力学性质 74
3.1.1 燃料的热值 74
3.1.2 理论空气量与余气系数 77
3.1.3 工质的热力学性质 79
3.2 活塞式发动机理想循环的优化分析 82
3.2.1 奥托循环（定容加热定容排热循环）的优化分析 82
3.2.2 狄赛尔循环（定压加热定容排热循环）的优化分析 87
3.2.3 双燃循环（混合加热定容排热循环）的优化分析 90
3.3 考虑工质散热损失的活塞式发动机循环的优化分析 92
3.3.1 工质与缸壁之间的传热及多变指数 92
3.3.2 多变过程的分析 95
3.3.3 考虑散热损失定容加热定容排热理想循环的优化分析 98
3.3.4 考虑散热损失定压加热定容排热理想循环的优化分析 102
3.3.5 考虑散热损失混合加热定容排热理想循环的优化分析 106
第4章 新型活塞发动机内燃机理想循环 111
4.1 三种活塞式发动机理想循环的某些缺点 111
4.2 定容加热定压排热新型汽油机理想循环的优化分析 112
4.3 定压加热定压排热新型柴油机理想循环的优化分析 117
4.4 混合加热定压排热新型活塞式发动机理想循环的优化分析 122
第5章 燃气涡轮动力装置理想循环 126
5.1 燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 127
5.2 考虑压气机效率影响燃气轮机循环的优化分析 131
5.3 考虑涡轮效率影响燃气轮机循环的优化分析 136
5.4 考虑工质在燃烧室总压恢复系数影响燃气轮机循环的优化分析 140
5.5 同时考虑压气机效率和涡轮效率影响燃气轮机循环的优化分析 144
第6章 中冷、再加热、回热涡轮动力装置理想循环 149
6.1 中间冷却、再加热和回热 149
6.2 中间冷却和再加热过程工质增压比与膨胀比的最佳分配 150
6.2.1 中间冷却总压缩功为极小值时增压比的最佳分配 150
6.2.2 分级加热（或称级间再加热）膨胀功为极大值时工质膨胀比的最佳分配 154
6.2.3 回热（或称余热回收） 154
6.3 中间冷却燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 155
6.4 再加热燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 161
6.4.1 单轴和双轴（或称分轴）两级膨胀、级间再加热涡轮动力装置的工作原理及其优缺点 161
6.4.2 单轴两级膨胀、级间再加热涡轮动力装置理想循环的优化分析 163
6.4.3 双轴、两级膨胀、级间再加热涡轮动力装置理想循环的优化分析 168
6.5 回热燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 172
第7章 燃气涡轮动力装置复杂理想循环 180
7.1 中间冷却-回热燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 181
7.1.1 中间冷却-回热燃气涡轮动力装置的工作过程 181
7.1.2 中间冷却-回热燃气涡轮动力装置循环的优化分析 182
7.2 再加热-回热燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 188
7.2.1 再加热-回热燃气涡轮动力装置的工作过程 188
7.2.2 再加热-回热燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 189
7.3 中间冷却-再加热-回热燃气涡轮动力装置理想循环的优化分析 195
7.3.1 中冷-再加热-回热燃气涡轮动力装置的工作过程及其优点 195
7.3.2 中冷-再加热-回热燃气涡轮动力装置的优化分析 196
第8章 氢能与核能涡轮动力装置理想循环 204
8.1 氢燃料燃气涡轮动力装置 204
8.1.1 降低工质低温温度节约能源 204
8.1.2 预冷-回热氢燃料燃气涡轮动力装置 207
8.2 核能氦涡轮动力装置理想循环的优化分析 209
8.2.1 工质的选择 209
8.2.2 核能氦涡轮动力装置理想循环优化分析 211
8.2.3 核能氦涡轮动力装置实际循环的优化分析 213
8.2.4 部件性能参数对氦涡轮动力装置实际循环性能参数的影响 218
8.3 核能热-电并供氦气涡轮动力装置实际循环的优化分析 220
8.4 核能氦涡轮动力装置带回热实际循环的优化分析 222
8.4.1 带回热实际循环的循环功 223
8.4.2 带回热实际循环的热效率 223
8.5 核能氦涡轮动力装置中间冷却-回热实际循环的优化分析 226
8.5.1 中间冷却氦涡轮动力装置实际循环的优化分析 226
8.5.2 中间冷却-回热氦涡轮动力装置实际循环的优化分析 227
第9章 喷气发动机理想循环 229
9.1 喷气发动机的性能参数 231
9.2 涡轮喷气发动机理想循环的优化分析 235
9.2.1 涡轮喷气发动机的工作过程 235
9.2.2 涡轮喷气发动机理想循环的优化分析 236
9.3 加力涡轮喷气发动机理想循环的优化分析 253
9.3.1 加力涡轮喷气发动机的工作过程 253
9.3.2 加力涡轮喷气发动机理想循环的优化分析 254
9.4 涡轮螺旋桨喷气发动机理想循环的优化分析 270
9.4.1 涡桨和涡轴发动机的优点 270
9.4.2 涡轮螺旋桨喷气发动机循环功的最佳分配 272
9.4.3 总单位推力、最大总单位推力与总效率 275
9.5 涡轮风扇喷气发动机理想循环的优化分析 280
9.5.1 涡轮风扇喷气发动机的工作过程 280
9.5.2 不带加力燃烧室分开排气理想涡轮风扇发动机循环功的最佳分配 282
9.5.3 不带加力燃烧室混合排气涡轮风扇发动机循环的分析 288
9.6 冲压喷气发动机理想循环的优化分析 289
9.6.1 冲压喷气发动机概述 289
9.6.2 冲压喷气发动机理想循环的优化分析 291
索引 298
参考文献 306