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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

目录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

11.1.7缓冲板19

11.1.8管根数和壳内径的关系19

11.1.6旁通挡板19

11.1.5折流板固定杆和衬垫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hc126

11.5.4垂直管内分凝器中的液阻现象127

11.5.6设计题例128

11.5.5混合蒸气侧压力损失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

11.8.3沸腾侧传热系数193

11.8.2釜式再沸器的结构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199

△t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

11.12.1卧式管内冷凝器的冷凝界膜导热系数250

11.12卧式管内冷凝器的设计法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

12.7设计题例278

12.6螺旋的最大直径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

13.8设计题例299

13.7价格299

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

13.9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

14.3.9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

154传热系数357

15.4.1环形侧界膜导热系数357

15.5压力损失361

15.5.1环形侧压力损失361

15.4.2内管侧界膜导热系数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

1.8.4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

18.7设计题例465

18.6损失水量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

19.3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

212种类及其构造517

21.3.1立式降膜式523

21.3液体滞留量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

22.2.1流体蒸发时的界膜导热系数544

22.2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

24.1容器侧界膜导热系数595

第24章 槽－夹套式热交换器的设计法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

25.2.5塔板层数620

25.2.4塔板间距620

25.3液膜式冷凝器622

253.1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F？683

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

30.2.1种类和作用808

30.2阀门切换型蓄热式热交换器的设计法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

31.1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

313.1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造动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

34.2.1计算上的假定921

34.2基本传热公式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

35.2.1管内侧界膜导热系数959

35.2卧式外部加热蒸发器的设计法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（以压力为准）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