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第一章 概论1

第一节 概述1

一、换热器及传热研究的现状1

二、换热器及传热研究的动向3

第二节 换热器的评价4

一、传统设计中的几个问题5

二、？--有效能的应用5

三、不可逆性概念及其应用7

四、应用所兰德(Solantl)等人的方法评价板翅换热器表面性能11

第三节 流体热物性值的研究13

一、关于临界点附近物性值的研究13

二、物性的一致性问题14

三、标准数据14

四、低温物性值研究的问题和现状15

五、利用电子计算机推算和检索物性常数15

六、关于物性值研究的国际合作16

第四节 换热器研究中的测试技术17

二、流动研究中的测试技术20

三、二相流研究中的测量技术23

第五节 换热器的专业化生产25

参考文献26

第二章 管壳式换热器工艺计算及设计29

第一节 概述33

第二节 无相变系统的换热器工艺计算35

一、流体在管内流动时的传热和压降35

二、壳程传热及压降37

三、管壳式换热器设计的基本内容和步骤44

四、流路分析法47

第三节 沸腾55

一、池式沸腾55

二、管内沸腾57

三、沸腾设备的设计64

第四节 冷凝70

一、概述70

二、纯组分饱和蒸汽的冷凝72

三、纯组分过热蒸汽的冷凝85

第五节 换热器设计中尚存的一些问题87

曲线拟合89

参考文献94

第三章 强度计算97

第二节 膨胀节107

一、概述107

第一节 概述107

二、计算公式108

三、强度准则112

四、发展趋向112

第三节 法兰113

一、概述113

二、受力分析115

一、有关传热的测量技术117

三、变形协调及密封性能计算121

四、应力计算和强度校核125

一、概述126

三、平盖法兰系统的变形协调及密封性能校核126

第四节 平盖法兰系统的分析计算126

二、平盖的受力分析127

四、应力计算和强度校核131

第五节 管板132

一、概述132

二、弹性基础圆板的微分方程及其解132

三、弹性基础圆板的挠度、偏转角、弯矩及剪力136

四、管板布管区的受力和变形137

第六节 浮头式和U形管式换热器管板法兰系统149

一、浮头式换热器固定管板部分的管板法兰系统149

二、U形管式换热器管板法兰系统160

三、浮头式换热器的钩圈管板球盖系统161

第七节 固定式换热器管板法兰系统173

一、法兰174

二、管板与法兰的联合刚度179

三、变形协调及密封性能计算180

四、应力计算和强度校核180

五、计算程序182

第八节 薄管板法兰系统183

一、法兰183

二、管板185

三、应力计算和强度校核189

第九节 直接与筒体焊接的管板系统189

一、管板、筒体和封头189

二、壳体和管板的组合191

三、应力计算和强度校核193

第十节 数值计算194

一、法兰系统计算194

二、平盖法兰系统计算203

三、换热器管板法兰系统计算205

参考文献213

第四章 管壳式换热器的结构设计216

第一节 管壳式换热器的结构类型和适用范围216

一、固定管板式换热器216

二、浮头式换热器216

三、釜式换热器219

四、U形管式换热器219

五、填料函式换热器219

六、滑动管板式换热器219

七、插管式换热器220

第二节 管板220

一、单一材质的平管板220

二、复合管板223

三、薄管板225

四、椭圆形集流管代替管板232

五、双管板结构233

第三节 管束237

一、管子的排列237

二、管束分程240

第四节 折流板和支承板241

一、横向折流板241

二、支承板249

三、折流杆换热器252

四、纵向折流板255

第五节 管子与管板的连接259

一、机械滚胀259

二、焊接连接263

三、胀焊结合连接266

四、爆炸胀接和爆炸焊接269

五、其他连接方法271

第六节 管板与相邻零部件的连接275

一、固定式管板与壳体的连接275

二、固定式管板与管箱的连接282

三、浮头、填函、U形管式换热器固定端的连接282

第七节 管箱285

一、固定端管箱285

二、滑动管箱290

三、浮头管箱292

四、高压管箱297

第八节 连接密封面和蛰片314

一、影响密封的因素314

二、密封面的型式314

一、近路挡板和近路挡管328

第九节 各种板件及其连接结构328

二、拦液板330

三、缓冲挡板331

四、分流隔板335

六、热保护板336

七、接地导板336

五、分流板336

第十节 其他340

一、壳体壁厚340

二、导流筒341

三、膨胀节342

四、高温介质入口处的热防护结构348

五、蒸汽进口管350

六、排液口和排气口351

七、管束支承结构353

八、支座355

九、内管定位结构356

十、气液分布结构356

十一、球形封头与筒体的连接359

十二、爆破膜363

十三、装配和拆卸用配件365

十四、其它结构366

参考文献367

第五章 管壳式换热器的流体振动371

三、换热器用密封垫片371

一、振动实例372

第一节 概述372

二、振动破坏情况373

三、管子损坏的部位377

四、引起管子振动的原因379

第二节 横向流激振机理379

一、漩涡脱离379

二、流体弹性扰动388

三、湍流抖振389

四、射流转换390

五、声激荡390

六、气、液两相流静压脉动现象引起换热管振动391

第三节 流体诱发振动的计算394

一、漩涡脱离频率的计算394

二、紊流抖振频率计算396

三、流体弹性不稳定的界限速度计算397

四、管子振动“破坏数”的计算400

五、陈-韦伯法预测管子的平行流激发振动403

六、声振动的预测404

第四节 预测结果和实际数据的比较405

一、预测方法的选定及其判别标准405

二、实例检验406

三、讨论408

四、推荐的预测振动的程序409

第五节 管子固有频率计算及其影响因素410

一、多个等跨度直(梁)管412

二、多个不等跨度直管413

三、轴向力作用下管子固有频率的计算414

四、U形管的固有频率415

六、影响管子固有频率的因素419

五、翅片管固有频率419

第六节 防振设计、结构及措施425

一、概述425

二、换热器防振设计步骤426

三、防振设计指南426

四、防振设计及措施426

五、防振结构实例429

第七节 声振动及其消除432

参考文献441

第六章 管壳式换热器制造工艺445

第一节 概述445

一、管板材料446

三、孔系加工448

二、管子和管孔的工艺标准448

第三节 管束453

一、折流板加工453

第二节 管板456

二、机械化穿管457

三、管束机械化生产流水线458

第四节 管-管板的胀接工艺459

一、滚柱胀接法459

二、爆炸胀接460

三、液压胀接462

四、软胶胀接465

五、电液脉冲胀接469

六、粘胀471

第五节 管-管板的焊接工艺471

一、TIG内孔焊472

二、爆炸焊477

三、电子束焊483

第六节 管-管板的胀焊结合工艺485

第七节 管束与壳体的组装487

第八节 接管与壳体的焊接488

一、接管与壳体的自动焊接488

二、接管与壳体的机械人焊接489

第九节 无损检测490

一、涡流检测490

二、低能量γ-线源检测491

三、内孔焊用高分辨率X-射线检测492

四、超声检测492

参考文献492