熱交換器原理與設計(普通高等教育十二五規劃教材) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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戰洪仁，王立鵬，李雅俠 等 著，戰洪仁，王立鵬，李雅俠 等 編

圖書標籤:

• 熱交換器
• 換熱原理
• 換熱器設計
• 化工設備
• 機械工程
• 傳熱學
• 高等教育
• 教材
• 十二五規劃
• 工業設備

齣版社： 中國石化齣版社

ISBN：9787511436566

版次：1

商品編碼：11831535

包裝：平裝

叢書名： 普通高等教育“十二五”規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-10-01

用紙：膠版紙

頁數：226

字數：370000

正文語種：中文

編輯推薦

本書是作者根據熱交換器的教學、工程設計經驗，結閤前人長期的工程實踐與我國管殼式熱交換器的現行有關標準編寫的。本書編寫的目的首先是考慮到擴寬學生的專業知識麵，及提高學生解決工程實際問題的能力的教學改革的需要，同時為廣大從事管殼式熱交換器設計、製造、檢驗的工程技術人員提供一部包括管殼式熱交換器傳熱工藝設計、結構設計、強度設計與製造檢驗驗收於一體的具有工程應用特色的參考書。

內容簡介

　　《熱交換器原理與設計》詳細介紹瞭傳熱學、流體力學的基本概念，以拓展讀者的熱交換器理論基礎。介紹瞭工業上應用廣泛的管殼式熱交換器的設計方法，主要包括其工作原理、傳熱計算、結構計算、流動阻力計算、強度計算、材料選擇，並扼要地對強化傳熱途徑和性能評價作瞭探討。同時．書中給齣瞭大量的公式、圖錶和技術參數，各部分內容都配有實際工程設計計算例題，以解決工業實踐和熱交換器設計中遇到的實際問題。
　　《熱交換器原理與設計》可作為高等院校工程熱物理、能源工程、製冷與低溫技術等專業的教材，也可供化工、能源、機械、交通、冶金、動力以及航空航天等領域有關工程技術人員參考。

目錄

第一章 緒論
1．1 概述
1．2 熱交換器的類型及特點
1．3 熱交換器發展及研究方嚮
1．3．1 熱交換器的發展史
1．3．2 發展現狀
1．3．3 發展差距
1．3．4 熱交換器研究方嚮
1．4 熱交換器的設計內容

第二章 管殼式熱交換器的形式與總體結構
2．1 管殼式熱交換器的形式及特點
2．2 管殼式熱交換器型號的錶示法
2．2．1 型號錶示方法
2．2．2 型號標記示例
2．3 管殼式熱交換器的選型

第三章 熱交換器傳熱計算及流體阻力計算
3．1 傳熱計算
3．1．1 傳熱計算原理
3．1．2 傳熱計算基本方程式
3．2 熱交換器的傳熱設計
3．2．1 平均溫差△tm
3．2．2 傳熱係數K的確定
3．2．3 對流換熱係數的確定
3．2．4．定性溫度的計算
3．2．5 傳熱能效？
3．3 流體阻力計算
3．3．1 流動狀態
3．3．2 流動阻力
3．4 傳熱計算步驟
3．5 冷凝器的結構與原理簡介
3．5．1 傳熱計算
3．5．2 冷凝器的結構
3．5．3 冷凝器形式的確定
3．5．4 冷凝器介質流程的選擇
3．3．5 冷凝器結構設計中的其他問題

第四章 管殼式熱交換器的結構設計
4．1 管程結構
4．1．1 管闆
4．1．2 換熱管束
4．1．3 管箱
4．1．4 分程隔闆
4．2 殼程結構
4．2．1 殼體
4．2．2 摺流闆與支持闆
4．2．3 拉杆與定距管
4．2．4 防短路結構
4．2．5 殼程分程
4．2．6 防衝闆和導流筒
4．2．7 滑道
4．2．8 膨脹節
4．3 其他結構
4．3．1 接管
4．3．2 法蘭
4．3．3 支座

第五章 熱交換器閤理設計
5．1 概述
5．1．1 設計任務
5．1．2 設計的原始數據
5．1．3 設計的一般原則
5．1．4 設計的內容和一般步驟
5．2 管殼式熱交換器的標準及參數
5．2．1 管殼式熱交換器的基本參數和型號錶示方法
5．2．2 管殼式熱交換器的係列標準
5．3 操作條件的確定
5．3．1 流速的選取
5．3．2 介質壓力、溫度和換熱終溫的確定
5．3．3 平均溫差的決定
5．3．4 管程和殼程介質的確定
5．3．5 管層、殼層換熱係數的比較
5．3．6 管、殼程壓降的比較
5．4 管殼式熱交換器的部件結構尺寸計算
5．4．1 管程流通截麵積的計算
5．4．2 殼體直徑的確定
5．4．3 殼程流通截麵積的計算
5．4．4 進齣口連接管直徑的計算
5．5 管殼式熱交換器熱應力補償的問題
5．5．1 熱交換器所受的應力計算
5．5．2 溫差應力計算
5．5．3 拉脫力計算
5．5．4 熱補償的方式和措施
5．6 熱交換器管束振動的機理及防範措施
5．6．1 管束振動的機理
5．6．2 管殼式熱交換器防振措施
5．7 熱交換器材料的技術要求
5．7．1 材料的選擇
5．7．2 有效成本材料的選擇
5．7．3 使用中可能的失效模式和破壞

第六章 管殼式熱交換器的強度計算
6．1 概述
6．2 殼體、封頭、法蘭和開孔補強
6．2．1 內壓圓筒的厚度設計
6．2．2 內壓封頭的厚度設計
6．2．3 法蘭連接設計
6．2．4 開孔補強計算
6．3 管闆計算
6．3．1 概述
6．3．2 管闆設計計算方法分析
6．3．3 管闆設計計算
6．4 膨脹節設置計算

第七章 熱交換器的強化傳熱
7．1 強化傳熱的原理
7．1．1 強化傳熱的途徑
7．1．2 對流強化換熱的物理機理
7．1．3 強化傳熱的評價
7．2 管程強化傳熱
7．2．1 采用異型換熱管
7．2．2 管內安裝擾元件
7．3 殼程強化傳熱
7．3．1 改變管子外形或在管外加翅片
7．3．2 改變殼程擋闆或管束支撐物形式

第八章 管殼式熱交換器傳熱計算示例
8．1 設計方案的確定
8．2 設計計算過程

附錄
附錄1 常用單位製及其換算錶
附錄2 乾空氣的熱物理性質
附錄3 煙氣的熱物理性質（p=760mmHg）
附錄4 氣體的熱物理性質
附錄5 乾飽和水蒸氣的熱物理性質
附錄6 飽和水的熱物理性質
附錄7 幾種飽和液體的熱物理性質
附錄8 常用固體材料的熱物理性質
附錄9 流體汙垢熱阻參考數據（源自GB 151）
附錄10 管殼式熱交換器的傳熱係數範圍
附錄11 殼體、管箱殼體厚度
附錄12 封頭厚度
附錄13 平蓋係數K選擇錶
附錄14 管闆計算相關查取圖
參考文獻

前言/序言

《熱交換器原理與設計》：探究高效熱能傳遞的奧秘 在現代工業生産和日常生活中，熱能的有效利用與傳遞扮演著至關重要的角色。從為城市供暖的鍋爐係統，到生産精密芯片的半導體設備，再到我們每天使用的冰箱和空調，熱交換器無處不在，默默地扮演著能量轉換與傳遞的“心髒”角色。《熱交換器原理與設計》（普通高等教育“十二五”規劃教材）正是這樣一本深度剖析熱交換器這一核心工程技術的著作。本書並非泛泛而談，而是聚焦於熱交換器最本質的原理，以及如何將其轉化為實際應用的設計實踐，為讀者構建起一個係統、深入的知識體係。 本書的主旨在於揭示熱交換器工作的基本物理規律，並在此基礎上，引導讀者掌握進行科學、經濟、可靠的熱交換器設計的方法與流程。它不僅僅是一本教科書，更是一本能夠賦能工程師、研究人員以及相關專業學生，讓他們能夠理解、分析並創造齣更高效、更節能、更環保的熱交換設備。 核心原理的深度解析： 本書的首要任務，是為讀者打下堅實的熱力學與傳熱學理論基礎。熱交換器之所以能夠實現熱量的傳遞，其根本在於各種傳熱機理的協同作用。因此，本書會從最基礎的 穩態傳熱 和 非穩態傳熱 入手，詳盡闡述 熱傳導、熱對流 和 熱輻射 這三大基本傳熱方式。 在熱傳導方麵，本書會深入講解傅裏葉定律，探討不同材料的熱導率對傳熱效率的影響，以及影響熱傳導的各種因素，如幾何形狀、邊界條件等。對於熱對流，則會詳細介紹自然對流與強製對流的區彆，以及相關的努塞爾數、雷諾數、普朗特數等無量綱準則的物理意義和應用。流體流動狀態（層流與湍流）對對流傳熱係數的巨大影響，以及如何通過工程手段（如增加錶麵積、引入擾流子）來強化對流傳熱，都將是本書重點講解的內容。而熱輻射部分，則會從黑體輻射理論齣發，引入普朗剋定律、斯忒藩-玻爾茲曼定律等，並分析實際物體錶麵的輻射特性，如灰體、選擇性輻射體等，以及輻射在高溫環境下的重要性。 更進一步，本書將這些基本傳熱機理有機地結閤起來，重點講解 總傳熱係數（U值） 的概念及其計算。理解總傳熱係數的構成，即壁麵傳導、流體邊界層對流以及可能存在的輻射傳熱，是計算熱交換器性能的關鍵。本書會詳細介紹影響總傳熱係數的各種因素，包括流體性質、流速、錶麵汙垢等，並提供計算不同類型熱交換器總傳熱係數的方法。 熱交換器設計方法的係統構建： 在紮實的理論基礎上，本書將視角轉嚮 熱交換器的設計。設計不僅僅是理論的簡單應用，更是一門融閤瞭工程經驗、經濟分析和安全考量的綜閤性學科。本書的獨特之處在於，它將設計過程分解為一係列邏輯清晰、可操作的步驟。 首先，明確設計目標與要求 是設計的起點。這包括確定所需的傳熱量、介質的溫度、壓力、流量、流體性質、物料的腐蝕性、運行環境等一係列工藝參數。本書會詳細講解如何從工藝流程圖中提取這些關鍵信息，並進行初步的物料衡算和能量衡算，為後續設計奠定基礎。 接著，選擇閤適的熱交換器類型 是設計的核心環節之一。目前，市麵上有各種各樣形式的熱交換器，如管殼式、闆式、翅片管式、空氣冷卻器、列管式等。每種類型都有其獨特的結構特點、適用範圍、優點與缺點。本書會係統地介紹各種主流熱交換器的結構原理、傳熱特性、流體阻力特性、適用介質範圍以及在不同工業領域的應用案例。通過對各種類型的深入剖析，讀者可以學會根據具體的設計需求，權衡利弊，做齣最優化的選擇。 一旦確定瞭熱交換器類型，接下來的任務就是 進行詳細的單元設計。這通常包括： 傳熱麵的設計：根據計算得到的總傳熱係數和所需傳熱量，確定所需的總傳熱麵積。然後，根據選定的熱交換器類型，計算齣具體的傳熱麵尺寸，例如管子的直徑、長度、管排數，或是闆片的尺寸、波紋參數等。 流體流動的優化與壓降計算：除瞭傳熱，流體在熱交換器內的流動狀態對傳熱效率和能量消耗至關重要。本書會講解如何設計流道的截麵積、長度、流嚮，以實現對流傳熱的強化，同時將流體阻力（壓降）控製在閤理範圍內。過高的壓降會增加泵的能耗，降低係統整體效率。因此，壓降的計算與控製是設計中的一個重要考量。 材質選擇：介質的腐蝕性、溫度、壓力以及成本等因素，決定瞭熱交換器製造材質的選擇。本書會介紹各種常用工程材料的性能特點、耐腐蝕性以及在不同工況下的適用性，幫助讀者進行科學閤理的材質選型。 結構設計與強度校核：除瞭傳熱和流動，熱交換器的結構強度也是安全運行的保證。本書會涉及殼體、管闆、封頭等關鍵受壓元件的強度校核，以及連接、密封等細節的設計。 先進的設計方法與優化策略： 本書不僅教授傳統的設計方法，還引入瞭 先進的設計理念與優化策略。 數值模擬與CFD技術：隨著計算能力的提升，計算流體動力學（CFD）已經成為現代熱交換器設計的重要工具。本書會介紹如何利用CFD技術對熱交換器內部的流場、溫度場進行可視化模擬，從而更精確地評估傳熱性能和流體阻力，發現設計中的潛在問題，並進行優化。 傳熱強化技術：為瞭在有限的空間內實現更大的傳熱量，提高傳熱效率，本書會介紹各種傳熱強化技術，如在傳熱麵上設置翅片、使用增強管、引入鏇流裝置、添加納米顆粒等。這些技術能夠有效擾動流體邊界層，增加湍流程度，從而顯著提高對流傳熱係數。 能量迴收與餘熱利用：在追求高效傳熱的同時，本書也強調瞭能量的節約與迴收。許多工業過程中會産生大量的餘熱，通過閤理設計熱交換器，可以將這些餘熱迴收並用於其他工藝過程，從而降低整體能耗，提高能源利用效率。本書會介紹相關的案例和設計思路。 汙垢問題的分析與應對：在實際運行中，熱交換器內壁的汙垢積纍是一個普遍存在且嚴重影響傳熱效率的問題。本書會分析汙垢的形成機理、種類及其對傳熱性能的影響，並介紹相應的防垢、除垢措施以及在設計中考慮汙垢因子（fouling factor）的方法。 實踐導嚮與工程應用： 《熱交換器原理與設計》 具有很強的 實踐導嚮性。書中不僅包含理論推導，更穿插瞭大量 工程實例，涵蓋瞭石油化工、電力、冶金、製冷、航空航天等多個領域的典型熱交換器設計問題。這些實例能夠幫助讀者將書本知識與實際工程問題聯係起來，理解設計思路的形成過程，學習解決實際工程挑戰的技巧。 同時，本書也關注 標準與規範 的應用。在工程設計中，遵循相關的行業標準和設計規範是保證設計質量和安全性的前提。本書會引導讀者瞭解並學習如何查閱和應用相關的國傢標準、行業標準以及國際標準。 總結： 《熱交換器原理與設計》（普通高等教育“十二五”規劃教材） 是一本全麵、深入、實用的著作。它從基礎的傳熱機理齣發，循序漸進地引導讀者掌握熱交換器的設計方法，並融入瞭先進的設計理念和優化策略。本書旨在培養讀者獨立分析和解決熱交換器相關工程問題的能力，為培養高素質的工程技術人纔提供堅實的基礎。無論是初學者還是有一定經驗的工程師，閱讀此書都將極大地提升他們對熱交換器原理的理解和設計技能的掌握。本書的編寫，體現瞭對工程教育嚴謹求實的態度，力求為讀者提供最前沿、最實用的知識與技能。

評分☆☆☆☆☆

作為一名初入熱交換器設計領域的年輕工程師，我對這本書的期望值非常高。我希望它能夠成為我職業生涯中的第一本“啓濛書”。首先，我希望能從基礎概念入手，理解“傳熱”這個核心物理過程在不同介質和不同工況下的錶現形式。書中對於傳熱係數的計算方法，不同類型換熱器內的流體流動模式，以及相變傳熱的原理，我希望能有清晰、易懂的講解。其次，在設計部分，我期待書中能夠循序漸進，先從最簡單的換熱器模型講解起，逐步過渡到更復雜的結構。我想知道，在實際設計過程中，工程師是如何運用這些理論知識來解決實際問題的。是否會有一些標準化的設計步驟和方法？對於那些復雜的工況，比如高粘度流體、腐蝕性介質等，書中是否有特彆的設計考量和解決方案？我希望這本書能給我指明方嚮，讓我能夠更自信地麵對未來的設計挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑是對我們這些在工業一綫工作的技術人員的一大福音。我一直在尋找一本能夠真正解決實際問題的參考書，而不是僅僅停留在理論層麵。在這本《熱交換器原理與設計》中，我尤其看重它的“設計”部分。我希望它不僅僅是簡單地羅列公式，而是能深入講解設計流程，從物料衡算、能量衡算開始，到詳細的傳熱麵積計算，再到壓力降的估算，以及最終的結構設計和材料選擇。我希望書中能提供一些實際的設計案例，通過這些案例，讓我能夠理解理論知識是如何應用於實踐的，並且能夠學習到一些實用的工程經驗和技巧，比如如何規避設計中的常見陷阱，如何優化設計以提高效率、降低成本。同時，我也期待書中能有一些關於換熱器失效分析和維護保養的內容，畢竟，設備的穩定運行和長周期使用，對於工業生産的連續性和經濟性至關重要。能夠擁有一本這樣兼具理論深度和實踐指導的書籍，將是我的工作中的寶貴財富。

評分☆☆☆☆☆

我對《熱交換器原理與設計》這本書抱有相當大的期待，希望它能在理論深度和應用廣度上給我帶來驚喜。在原理方麵，我期待它能深入探討各種傳熱機理，而不僅僅是停留在錶麵。比如，對於湍流邊界層和層流邊界層下的傳熱過程，以及它們對整體傳熱係數的影響，我希望能有更詳盡的論述。同時，對於換熱器內的流體動力學行為，包括壓降的産生原因、計算方法以及如何通過優化流道設計來降低壓降，我希望書中能有深入的分析。在設計方麵，我期望它能涵蓋更多種類的熱交換器，不僅僅是常見的殼管式和闆式，更希望能夠觸及一些特殊應用領域的熱交換器，如膜式換熱器、微通道換熱器等，並分析它們在特定工況下的優勢和局限性。此外，對於換熱器的選材、製造工藝、以及在復雜環境下的應用（如高溫、高壓、腐蝕性介質等），我也希望書中能提供有價值的指導和建議，幫助我解決實際工程中遇到的各種挑戰。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本《熱交換器原理與設計》時，我帶著一絲忐忑和更多期待。作為一名在化工領域摸爬滾打多年的工程師，我深知熱交換器在工業生産中的核心地位，也曾無數次在實際工作中被其復雜的計算和精密的選型所睏擾。這本書的封麵簡潔明瞭，標題中的“普通高等教育十二五規劃教材”幾個字，更是增添瞭一份厚重感，仿佛預示著它是一本經過瞭時間沉澱和教學實踐檢驗的嚴謹之作。翻開第一頁，撲麵而來的是嚴謹的學術風格，那些熟悉的專業術語和公式，喚醒瞭我大學時期的記憶，也讓我對書中即將展開的熱交換器世界充滿瞭好奇。我期待它能係統地梳理熱交換器的基本原理，從傳熱的基本理論講起，深入剖析各種傳熱機製，為我提供一個堅實的理論基礎。同時，我也希望它能涵蓋各種主流的熱交換器類型，不僅僅是那些常見的殼管式、闆式，更希望能夠觸及一些更專業、更先進的設計，比如空氣冷卻器、再沸器、冷凝器等，並對它們的結構特點、優缺點進行詳盡的闡述，這樣我纔能在麵對不同的工藝需求時，做齣最恰當的選擇。

評分☆☆☆☆☆

我是一名從事設備管理工作的技術人員，對於熱交換器的運行和維護有著切身的體會。這本書的齣現，讓我看到瞭提升工作效率和解決疑難問題的希望。我希望書中能夠詳細介紹不同類型熱交換器的結構特點，以及它們在運行過程中可能齣現的各種問題，例如結垢、腐蝕、堵塞等。更重要的是，我期待它能提供一些關於如何預防和處理這些問題的實用方法。例如，在結垢方麵，書中是否會介紹不同介質的結垢機理，以及有效的清洗方法和周期？對於腐蝕問題，是否會提供材料選擇的建議，以及防腐蝕的措施？此外，我也希望書中能夠涵蓋一些關於熱交換器性能評估和優化運行的章節，比如如何通過監測關鍵參數來判斷設備的運行狀態，以及如何調整運行參數來提高換熱效率，降低能耗。一本能夠指導我們更好地維護和優化設備運行的書籍，對於保障生産綫的穩定運行具有不可估量的價值。