エネルギー解析の基礎 - ―物質からシステムまで―

著者名：横山良平【著者】

近代科学社Digital（2025/01発売）

内容説明

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本書は、エネルギーシステムの解析として熱力学を基礎としながらもシステム工学的な考え方を導入した講義に使用してきた資料を書籍としてまとめ直したものです。一般的に熱力学の教科書に登場する機器に限定せず、様々な機器およびそれを構成する機器要素におけるエネルギー変換のメカニズムを理解できるように、できる限り統一的な視点で記述するように心がけています。
熱力学を学び難解な科目であると感じている方が、本書を通じて熱力学をシステム工学的な考え方に基づいて少しでも整理することができ、再び熱力学を学ぼうとする意欲を起こすことができれば幸いです。

目次

第1章　基本的事項
1.1　エネルギーシステムの定義
1.2　エネルギーシステム工学の目的
1.3　システムの階層性
1.4　システムの範囲，詳細さ，および視点
1.5　システムの解析および総合
1.6　システムの最適化
1.7　システムのモデリング
1.8　集中系および分布系
1.9　検査体積
1.10　状態量
1.11　記号および単位の表記

第2章　エネルギー変換の基礎法則Ⅰ
2.1　基礎方程式
2.2　変数

第3章　エネルギーの種類と評価
3.1　ポテンシャルエネルギー
3.2　運動エネルギー
3.3　比体積：状態方程式
3.4　圧力エネルギー
3.5　内部エネルギー
3.6　エンタルピー

第4章　エネルギー変換の基礎法則Ⅱ
4.1　エントロピーバランス
4.2　エクセルギーの意味
4.3　エクセルギーバランス

第5章　エクセルギーによるエネルギーの評価
5.1　ポテンシャルエクセルギー
5.2　運動エクセルギー
5.3　エントロピー
5.4　物理エクセルギー
5.5　ギブスエネルギー
5.6　化学エクセルギー
5.7　エクセルギー破壊
5.8　エクセルギー損失
5.9　エクセルギー効率

第6章　機器要素におけるエネルギー変換の評価
6.1　ポンプ
6.2　圧縮機
6.3　往復機関の圧縮過程
6.4　水車
6.5　タービン
6.6　往復機関の膨張過程
6.7　風車
6.8　燃焼器
6.9　熱交換器
6.10　配管および弁

第7章　機器／システムにおけるエネルギー変換の評価
7.1　機器／システムの解析
7.2　機器／システムの形態とエネルギー解析の方法
7.3　ガスタービンの解析

付録A　物質の状態
付録B　熱力学の一般関係式
付録C　液体および気体の状態量
付録D　物質特性の数値計算
付録E　連立非線形代数方程式の数値計算
付録F　混合微分代数方程式の数値計算
付録G　システム解析の数値計算
付録H　その他