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目录1

前言1

上册通用符号1

绪论1

第一篇　低温技术的理论基础3

第一章　低温技术的热力学基础3

第一节　引言3

一、范德瓦尔方程4

第二节　实际气体的性质4

二、范德瓦尔方程的分析及临界参数5

三、实际气体的其它状态方程7

四、压缩性系数及阿马格数8

第三节　对比态定律及其应用10

一、范德瓦尔对比态方程及对比态定律10

二、其它对比态方程11

三、用对比态参数确定压缩性系数13

一、临界压缩性系数法21

第四节　实际气体热量参数的计算21

二、偏心因子法25

第五节　实际混合气体的热力性质29

第六节　一元物系的相平衡31

一、物系相平衡的条件31

二、一元物系的两相平衡32

三、一元物系的三相平衡34

第七节　变质量系统热力学的基础知识35

一、基本概念35

二、不稳定流动过程35

第八节　有效能及有效能分析法39

一、有效能的基本概念39

二、？-焓图42

三、有效能分析法42

参考文献43

第一节　概述45

一、溶液、溶液的成分、溶解度45

第二章　溶液热力学基础45

二、溶解热、溶液的焓47

第二节　溶液的基本定律47

一、理想溶液及拉乌尔定律47

二、亨利定律48

三、康诺瓦罗夫定律及共沸溶液49

第三节　自由能、自由焓、化学势50

一、自由能与自由焓50

二、化学势51

第四节　溶液相平衡的条件、相律52

一、相及相变过程的概念52

二、溶液相平衡的条件52

三、吉布斯相律53

第五节　二元溶液的相平衡图54

一、气液相平衡图54

二、液固相平衡、共晶点56

一、逸度与活度57

第六节　多组分气体的相平衡57

二、气液平衡体系的分类60

三、气液相平衡表示方法61

四、气液相平衡计算62

第七节　溶液的基本热力过程67

一、混合67

二、蒸发与冷凝68

三、节流69

四、吸收70

参考文献72

第三章　低温工质的性质73

第一节　低温工质的种类及其热力性质73

第二节　空气及其组成气体的性质73

一、空气73

二、氮和氧75

三、氩、氖、氪和氙76

第三节　氢的性质76

一、氢的构成及热物理性质76

二、氢的正仲态转化77

第四节　氦的性质79

参考文献81

第四章　获得低温的方法83

第一节　概述83

第二节　相变制冷83

一、液体气化制冷83

二、固体升华制冷83

三、液体抽气冷却84

第三节　气体绝热节流85

一、实际气体的节流85

二、转化温度与转化曲线87

三、积分节流效应的计算及等温节89

流效应89

四、节流过程的有效能分析91

第四节　气体等熵膨胀91

一、气体等熵膨胀制冷91

三、节流与等熵膨胀的比较93

二、膨胀机内气体膨胀过程的有效能分析93

第五节　绝热放气94

第六节　绝热退磁96

一、绝热退磁制冷原理96

二、绝热退磁制冷过程的热力学分析97

三、磁制冷机99

参考文献100

第一节　概述101

一、气体液化的理论最小功101

第五章　气体液化循环101

第二篇　气体的液化与分离101

二、气体液化循环的性能指标103

第二节　空气、氧和氮的节流液化循环104

一、一次节流液化循环104

二、有预冷的一次节流液化循环108

三、二次节流液化循环113

第三节　带膨胀机的空气液化循环114

一、克劳特液化循环114

查液化循环121

二、海兰德液化循环及卡皮121

三、空气、氧和氮主要液化122

循环的比较122

第四节　氦液化循环123

一、节流氦液化循环124

二、带膨胀机的氦液化循环125

三、其它类型的氦液化循环134

第五节　氢液化循环139

一、节流氢液化循环140

二、带膨胀机的氢液化循环141

三、氦制冷氢液化循环143

四、各种氢液化循环的比较143

第六节　甲烷及天然气液化循环145

一、复叠式制冷的液化循环145

二、用混合制冷剂制冷的液146

化循环146

三、带膨胀机的液化循环148

参考文献149

第六章　气体精馏原理及设备150

第一节 空气的组成及其主要成分151

间的气液平衡151

一、空气的组成151

二、氧-氮二元系气液平衡151

三、氧-氩-氮三元系气相平衡153

一、液空的部分蒸发和空气154

的部分冷凝154

第二节　空气的精馏154

二、空气的精馏过程155

三、精馏塔156

四、双级精馏塔的物料和热158

量衡算158

第三节　二元系精馏过程的计算161

一、精馏塔板上的工作过程161

二、理论塔板数的确定162

第四节　三元系精馏过程的计算166

一、用逐板计算法求理论塔板数166

二、精馏计算中的几个具体问题168

第五节　精馏塔的塔板效率170

一、塔板效率的表示方法171

二、点效率、板效率与全塔172

效率的关系172

三、塔板效率的计算和经验值172

第六节　填料塔精馏过程的计算173

一、填料塔中的传质过程173

二、填料层高度的计算174

三、填料塔中的流动工况175

四、填料层的阻力177

第七节　多组分气体的精馏178

一、多组分气体的种类178

二、多组分气体精馏的特点179

三、多组分精馏塔的工艺计算180

第八节　用电子计算机计算189

精馏过程189

一、相平衡常数的计算189

中的应用192

二、相平衡常数在精馏计算192

三、复杂精馏塔简捷计算法193

四、用“三对角矩阵法”计算195

精馏过程195

第九节　气体分离过程的能耗及201

节能措施201

一、气体分离过程所需的理201

论最小功201

二、空气分离为气态氧、氮201

所消耗的功201

三、降低精馏过程能耗的措施203

第十节　塔设备的结构203

一、塔设备的一般要求和分类203

二、筛板塔的结构203

三、其它类型的塔设备205

四、精馏过程的强化208

一、筛板塔的流体动力工况209

第十一节　筛板塔的结构设计209

二、结构设计211

参考文献216

第七章　分离气体的其它方法218

第一节　分凝法218

一、分凝法在气体分离中的应用218

二、分凝法的分类219

三、多组分混合气分凝过程219

的计算219

一、吸附过程的基本原理222

第二节　吸附法222

二、吸附过程的计算226

三、固定床吸附剂的再生227

第三节　吸收法229

一、吸收法的特点和应用229

二、吸收法的基本原理230

三、吸收过程的计算231

一、薄膜渗透分离气体的原理233

第四节　薄膜渗透法233

二、有机聚合膜的性能234

三、分离气体的设备235

第五节　多组分气体分离方法的选择236

参考文献236

第三篇　低温装置的换热设备239

第八章　管式换热器239

第一节　低温装置用管式换热器的239

种类及结构239

一、列管式换热器239

二、绕管式换热器244

第二节 管式换热器中的某些传热问题247

一、翅片管表面传热过程的分析247

二、管外无相变的对流换热248

三、低温液体相变时的对流换热250

第三节　管式换热器传的热计算252

一、按传热方程计算252

二、按效率-传热单元数法计算254

第四节　管式换热器的流体动力计算257

一、计算流体流动阻力的一257

般方法257

三、两种计算方法的比较257

二、计算流体流动阻力的经258

验公式258

第五节　管式换热器计算举例260

一、卧式壳管式换热器260

换热器263

二、空气分离装置的绕管式263

参考文献266

第九章　板翅式换热器268

第一节　板翅式换热器概述268

一、板翅式换热器的发展268

二、板翅式换热器在低温技268

术中的应用268

一、翅片的结构参数269

三、板翅式换热器的特点269

第二节　板翅式换热器的结构269

二、板翅式换热器的基本元件270

三、流道布置273

四、单元组合274

五、空气分离设备中的板翅274

式换热器274

第三节　板翅式换热器的设计计算277

一、板翅式换热器中换热系277

数及流体阻力的准则关系277

二、翅片效率与表面效率278

三、单迭布置与复迭布置278

四、关于翅片形式、翅片结280

构尺寸的选择280

五、关于气流均匀分配问题280

一、多股流板翅式换热器282

二、通道分配与通道排列282

第四节 多股流板翅式换热器的282

设计计算282

三、多股流板翅式换热器的283

设计方法283

第五节　板翅式换热器计算例题285

参考文献293

第一节　蓄冷器的工作原理及结构295

一、概述295

第十章 其它型式的换热器295

二、蓄冷器的结构296

三、蓄冷器的填料299

第二节　蓄冷器的传热与流体动力工况303

一、温度场、温度滞后回线303

及蓄冷器的工作特点303

二、基本传热微分方程组306

三、蓄冷器填料的换热与流307

体阻力关系式307

一、豪森解312

第三节　蓄冷器的设计计算312

二、考培奇-伦敦解315

三、雷-史密斯解317

四、蓄冷器的损失分析320

第四节　空分设备蓄冷器计算举例………32？第五节　蓄冷器的不冻结性326

一、基本概念326

二、蓄冷器的不冻结性328

三、保证蓄冷器不冻结性的方法330

二、网格式换热器332

一、概述332

第六节　小型低温换热器332

三、孔板式换热器335

四、多孔表面换热器340

第七节　氮水预冷器341

一、氮水预冷器的工作原理341

二、氮水预冷器的结构342

三、氮水预冷器的设计计算343

参考文献346

法定计量单位及其与工程制单位的换算348