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第四篇热交换器的基本设计1

第11章管壳式热交换器的设计方法1

11.1管壳式热交换器的种类、结构、价格1

11.1.1 种类1

11.1.2 传热管8

11.1.3 管布置和排列间距12

11.1.4 折流板的形状和间隔14

11.1.5 折流板固定杆和衬垫19

11.1.6 旁通档板19

11.1.7 缓冲板19

11.1.8 管根数和壳内径的关系19

11.1.9 概略重量42

11.1.10 价格42

11.2无相变的热交换器的设计方法46

11.2.1 管内侧界膜导热系数46

11.2.2 壳侧界膜导热系数46

11.2.3 管内侧压力损失59

11.2.4 壳侧压力损失61

11.2.5 设计题例65

11.3单一饱和蒸气冷凝器的设计法89

11.3.1 结构89

11.3.2 冷凝侧界膜导热系数90

11.3.3 冷凝侧压力损失94

11.3.4 设计程序101

11.3.5 设计题例102

11.4过热蒸气冷凝器的设计法114

11.4.1 概论114

11.4.2 设计题例114

11.5混合蒸气冷凝器的设计法120

11.5.1 设计基础121

11.5.2 各温度区间的气、液量的计算法124

11.5.3 冷凝液的界膜导热系数h e126

11.5.4 垂直管内分凝器中的液阻现象127

11.5.5 混合蒸气侧压力损失128

11.5.6 设计题例128

11.5.7 互不相溶的2组分系统蒸气冷凝器143

11.6冷却冷凝器的设计法145

11.6.1 设计基础145

11.6.2 逐段计算法152

11.6.3 设计题例152

11.7多组分系统冷却冷凝器的设计法172

11.7.1 设计基础172

11.7.2 设计题例177

11.7.3 简便设计法184

11.7.4 用简便法计算的设计题例186

11.8釜式再沸器的设计法191

11.8.1 再沸器的种类191

11.8.2 釜式再沸器的结构193

11.8.3 沸腾侧传热系数193

11.8.4 其他热阻199

11.8.5 求加热面表面温度和沸腾液温度之间的温差Δt的方法199

11.8.6 基本传热公式202

11.8.7 气液分离空间204

11.8.8 强化泡核沸腾传热205

11.8.9 设计题例207

11.9立式热虹吸再沸器的设计法213

11.9.1 结构213

11.9.2 显热加热段的长度214

11.9.3 循环流量217

11.9.4 管内侧传热系数222

11.9.5 立式热虹吸再沸器的标准尺寸224

11.9.6 设计题例226

11.10水蒸气蒸馏用再沸器的设计法233

11.10.1 基本公式234

11.10.2 传质系数238

11.10.3 设计题例239

11.11卧式热虹吸再沸器的设计法244

11.11.1 流动形式245

11.11.2 摩擦损失246

11.11.3 伴有蒸发流动的摩擦损失249

11.12卧式管内冷凝器的设计法250

11.12.1 卧式管内冷凝器的冷凝界膜导热系数250

11.12.2 卧式管内冷凝器的蒸气压力损失258

第12章螺旋管式热交换器的设计法261

12.1 结构261

12.2 优缺点265

12.3 基本传热公式266

12.4传热系数267

12.4.1 管内侧界膜导热系数267

12.4.2 壳侧界膜导热系数272

12.5压力损失275

12.5.1 管内侧压力损失275

12.5.2 壳侧压力损失277

12.6 螺旋的最大直径278

12.7 设计题例278

第13章螺旋板式热交换器设计法283

13.1 构造283

13.2 流道的构成和用途284

13.3基本传热公式288

13.3.1 两流体都呈螺旋流动时288

13.3.2 一流体螺旋流动，另一流体轴向流动的场合291

13.4传热系数293

13.4.1 螺旋流动时的界膜导热系数293

13.4.2 轴向流动时的界膜导热系数296

13.5压力损失297

13.5.1 螺旋流动时的压力损失297

13.5.2 轴向流动时的压力损失299

13.6 螺旋板的外层直径299

13.7 价格299

13.8 设计题例299

13.9 补遗305

第14章板式热交换器的设计法306

14.1 构造和材质306

14.2 基本传热公式315

14.3传热系数317

14.3.1 无相变的对流传热317

14.3.2 冷凝传热329

14.3.3 沸腾传热329

14.4 污垢系数329

14.5 压力损失330

14.6 流体的温度分布340

14.7 价格342

14.8 设计题例343

14.9 补遗349

第15章套管式热交换器的设计法350

15.1 结构350

15.2 基本传热公式352

15.3 翅片热阻357

15.4传热系数357

15.4.1 环形侧界膜导热系数357

15.4.2 内管侧界膜导热系数361

15.5压力损失361

15.5.1 环形侧压力损失361

15.5.2 管内侧压力损失364

15.6 结构上应注意的事项365

15.7 价格365

15.8 设计题例365

15.9 温差修正系数375

第16章液膜式热交换器的设计法376

16.1立式降膜式冷却（冷凝）器的设计法376

16.1.1 结构和用途376

16.1.2 液膜厚度和液膜侧界膜导热系数379

16.1.3 最小允许液体负荷382

16.1.4 设计题例383

16.2卧式降膜式冷却（冷凝）器的设计法387

16.2.1 结构和用途387

16.2.2 基本传热公式388

16.2.3 液膜侧界膜导热系数388

16.2.4 卧式降膜式冷却器的价格390

16.2.5 设计题例390

16.3立式降膜式蒸发器的设计法395

16.3.1 结构和用途395

16.3.2 基本传热公式396

16.3.3 液膜厚度和界膜导热系数398

16.3.4 压力损失400

16.3.5 闪蒸室的大小404

16.3.6 设计题例405

16.4 卧式降膜式蒸发器的设计法414

第17章蒸发冷却器的设计法415

17.1 特征和用途415

17.2 结构和种类417

17.3基本传热公式417

17.3.1 管内流体无相变时417

17.3.2 管内流体冷凝时434

17.4传热管外壁和管外冷却水本身之间的界膜导热系数435

17.4.1 向水平管群喷淋水的蒸发冷却器435

17.4.2 从横向向垂直管群喷淋水的蒸发冷却器441

17.5 从管外冷却水本身向空气的总传质系数441

17.6 空气流动的压力损失442

17.7 排污443

17.8 设计题例443

17.9 补遗455

第18章泡沫接触式热交换器的设计法456

18.1 特征和用途456

18.2基本传热公式457

18.2.1 管内流体无相变时457

18.2.2 管内流体冷凝时460

18.3 传热管外壁和管外泡沫层冷却水之间的界膜导热系数461

18.4 从管外泡沫层冷却水向空气的总传质系数462

18.5 空气流动的压力损失464

18.6 损失水量465

18.7 设计题例465

第19章多筒式热交换器的设计法470

19.1 特征470

19.2 基本传热公式471

19.2 界膜导热系数477

19.4 压力损失477

19.5 传热圆筒数478

19.6 设计题例480

第20章刮面式热交换器的设计法487

20.1 构造487

20.2 基本传热公式491

20.3传热系数496

20.3.1 库尔理论公式497

20.3.2 哈里奥特理论公式504

20.3.3 斯克兰德的实验公式506

20.3.4 特朗梅伦实验公式506

20.4 驱动动力508

20.5 制造注意事项508

20.6 价格509

20.7 设计题例509

第21章刮面式液膜热交换器的设计法514

21.1 用途514

21.2 种类及其构造517

21.3液体滞留量523

21.3.1 立式降膜式523

21.3.2 立式升膜式530

21.4 液膜厚度531

21.5 基本传热公式533

21.6 刮面侧（传热圆筒内侧）工艺流体的界膜导热系数533

21.7 总传热系数534

21.8 驱动动力535

21.9 价格536

21.10 设计题例536

第22章离心薄膜式热交换器的设计法542

22.1 特征和种类542

22.2界膜导热系数544

22.2.1 流体蒸发时的界膜导热系数544

22.2.2 流体无相变时的界膜导热系数559

22.2.3 冷凝界膜导热系数559

22.3 设计题例562

第23章槽-盘管式热交换器的设计法568

23.1 特征568

23.2 盘管外侧界膜导热系数568

23.3盘管内侧界膜导热系数579

23.3.1 无相变强制对流传热579

23.3.2 冷凝传热581

23.4 搅拌所需的动力582

23.5 设计题例591

第24章槽-夹套式热交换器的设计法595

24.1 容器侧界膜导热系数595

24.2夹套侧界膜导热系数600

24.2.1 无相变强制对流传热602

24.2.2 冷凝传热603

24.3 设计题例604

第25章直接接触式冷凝器的设计法608

25.1 种类608

25.2液柱式冷凝器610

25.2.1 传热机理610

25.2.2 塔径618

25.2.3 塔板的开孔数619

25.2.4 塔板间距620

25.2.5 塔板层数620

25.3液膜式冷凝器622

25.3.1 传热机理622

25.3.2 塔径、塔板间距、塔板层数626

25.4充填塔式冷凝器627

25.4.1 充填高度627

25.4.2 塔径630

25.4.3 充填层的蒸气压力损失630

25.5 喷射冷凝器633

25.6 直接接触式冷凝器的安装633

25.7 价格636

25.8 设计题例636

25.9 喷淋式冷凝器643

第26章直接接触式冷却冷凝器的设计法653

26.1 特征653

26.2 基本传热公式654

26.3 传质系数和界膜导热系数661

26.4装置所需高度的计算法665

26.4.1 设计公式665

26.4.2 计算步骤667

26.5 塔径669

26.6 压力损失669

第27章空冷式热交换器的设计法671

27.1 构造671

27.2 空冷式热交换器采用标准677

27.3基本传热公式680

27.3.1 基本传热公式680

27.3.2 总传热系数681

27.3.3 温差修正系数Ft683

27.3.4 翅片热阻683

27.3.5 接合热阻683

27.4空气侧（管外侧）界膜导热系数和压力损失684

27.4.1 流体与光滑圆管群错流流动时684

27.4.2 流体与光滑椭圆管群错流流动时689

27.4.3 流体与圆芯管-圆形翅片的翅片管错流流动时690

27.4.4 流体与圆芯管-矩形翅片的翅片管错流流动时692

27.5 设计步骤693

27.6 管侧流体温度的控制方式697

27.7 价格699

27.8 设计题例702

第28章缠绕管式热交换器的设计法711

28.1 特征和用途711

28.2 构造和使用注意事项712

28.3基本传热公式714

28.3.1 单管缠绕管式热交换器714

28.3.2 双管缠绕管式热交换器714

28.4界膜导热系数724

28.4.1 壳侧界膜导热系数724

28.4.2 管内侧界膜导热系数734

28.5压力损失735

28.5.1 壳侧压力损失735

28.5.2 管内侧压力损失738

第29章板翅式热交换器的设计法739

29.1 结构和用途739

29.2 流道构成747

29.3基本传热公式747

29.3.1 用作2流体热交换器或者3流体热交换器时747

29.3.2 用作4流体以上的多流体热交换器时748

29.4 界膜导热系数756

29.5压力损失764

29.5.1 热交换器中心出、入口压力损失764

29.5.2 热交换器中心的压力损失766

29.5.3 热交换器的总压力损失770

29.6 设计题例770

第30章周期流动型蓄热式热交换器的设计法777

30.1旋转型蓄热式热交换器的设计法777

30.1.1 种类和作用777

30.1.2 基本传热公式785

30.1.3 旋转型蓄热式热交换器内部温度的计算法785

30.1.4 蓄热体的流动阻力和传热特性789

30.1.5 气体从密封漏失量796

30.1.6 设计题例798

30.2阀门切换型蓄热式热交换器的设计法808

30.2.1 种类和作用808

30.2.2 基本传热公式811

30.2.3 蓄热体的流动阻力和传热特性811

第31章颗粒移动型蓄热式热交换器的设计法825

31.1 种类和作用825

31.2移动床型蓄热式热交换器的设计法827

31.2.1 基本传热公式827

31.2.2 界膜导热系数835

31.2.3 压力损失836

31.2.4 设计题例838

31.3栅型蓄热式热交换器的设计法841

31.3.1 基本传热公式841

31.3.2 每层栅的传热面积845

31.3.3 界膜导热系数847

31.3.4 压力损失848

第32章特殊热交换器849

32.1 组块式热交换器849

32.2 钽制热交换器849

32.3 聚四氟乙烯制热交换器850

32.4 框架式薄片热交换器854

32.5 板盘管式热交换器855

32.6 波纹管热交换器855

32.7 旋转盘管蒸发器858

32.8 螺旋式热交换器859

32.9 金属丝和管式热交换器860

第33章旋转式粉粒体热交换器的设计法863

33.1 概论863

33.2旋转冷却器内粉粒体的动态864

33.2.1 搅拌叶片上的粉粒体堆积量和搅拌容量864

33.2.2 粉粒体在旋转圆筒断面上的运动875

33.2.3 粉粒体在旋转圆筒断面上的分散分布877

33.2.4 粉粒体沿圆筒纵轴方向的移动886

33.3 空气的质量速度和压力损失889

33.4传热890

33.4.1 严密解890

33.4.2 近似解897

33.4.3 必要的下落次数900

33.4.4 平均堆积时间和平均下落时间902

33.4.5 界膜导热系数903

33.5结构904

33.5.1 壳体904

33.5.2 支持装置904

33.5.3 驱动装置905

33.5.4 密封装置905

33.5.5 搅拌叶片906

33.6 驱动动力906

33.7 设计题例910

第34章喷雾水式蒸发冷却器的设计方法919

34.1 概况919

34.2基本传热公式921

34.2.1 计算上的假定921

34.2.2 翅片效率922

34.2.3 基本传热公式929

34.3 传质系数931

34.4 喷雾水的界膜导热系数932

34.5 空气侧压力损失932

34.6 喷水方法和喷水量934

34.7 设计程序935

34.8 设计题例937

第35章蒸发装置的设计法949

35.1 蒸发器的各种形式和应用实例949

35.2卧式外部加热蒸发器的设计法959

35.2.1 管内侧界膜导热系数959

35.2.2 管内侧压力损失967

35.3 立式降膜式蒸发器的设计法968

35.4 闪蒸室的尺寸971

35.5附属设备972

35.5.1 分离器972

35.5.2 喷射器982

35.6 蒸发过程995

35.7 带防垢装置的热交换器995

第5篇热交换器设计资料998

表1 金属的物理性质998

表2 水的物理性质1003

表3 干燥空气的物理性质1004

表4 载热体的物理性质（液相用）1006

表5 载热体的物理性质（蒸气相用）1008

表6 液体的密度和分子量1010

表7 液体的导热系数1012

表8 气体和蒸气的导热系数1015

表9 饱和蒸气表（以温度为准）1017

表10 饱和蒸气表（以压力为堆）1019

表11 过热蒸气表1020

表12 污垢系数1024

表13 单位换算表1028

表14 温度换算表（℃→°F）1033

表15 温度换算表（°F→℃）1035