热管技术及其工程应用PDF电子书下载

1.绪论 1

1.1 热管的发展及现状 1

1.2 热管工作原理 4

1.3 热管的基本特性 5

1.4 热管的分类 6

1.5 热管的相容性及寿命 7

1.6 热管技术及特点 9

1.6.1 热管技术 9

1.6.2 热管技术的重要特点 13

参考文献 13

2. 热管及热管理论 15

2.1 热管理论 15

2.1.1 Cotter理论的基本内容 15

2.1.2 毛细压力与热管最大长度 15

2.1.3 热管内液体的流动压降 21

2.1.4 热管内蒸汽的流动压降 23

2.1.5 热管内汽-液交界面压差与质量流之间的关系式 25

2.1.6 热流量和质量流量之间的关系 27

2.1.7 Cotter理论小结 30

2.2 热管的传热极限 31

2.2.1 黏性极限 34

2.2.2 声速极限 36

2.2.3 携带极限 42

2.2.4 毛细极限 45

2.2.5 冷凝极限 58

2.2.6 沸腾极限 59

2.2.7 连续流动极限 64

2.2.8 冷冻启动极限 66

2.3 两相闭式热虹吸管 67

2.3.1 两相闭式热虹吸管内部的传热分析 67

2.3.2 两相闭式热虹吸管的传热极限 73

2.3.3 两相闭式热虹吸管的不稳定振荡现象 76

2.2.4 充液量与倾角对两相闭式热虹吸管传热的影响 80

2.3.5 具有内插件的热虹吸管 82

2.4 旋转(回转)热管 86

2.4.1 旋转热管概述 86

2.4.2 旋转热管的传热分析 89

2.4.3 旋转热管的传热极限 93

2.4.4 旋转(回转)热管的强化传热 95

2.5 分离式热管 99

2.5.1 分离式热管概述 99

2.5.2 分离式热管传热分析 100

2.5.3 分离式热管传热极限 104

2.5.4 分离式热管换热器最佳工作状态 105

2.6 可变导热管 106

2.6.1 可变导热管的基本原理和类型 106

2.6.2 无反馈控制的可变导热管 107

2.6.3 有反馈控制的可变导热管 112

2.6.4 可变导热管的计算及其比较 115

2.7 微型热管及小型热管(MHP) 116

2.7.1 微型热管的结构特征 116

2.7.2 微型热管的流动传热特征 117

2.7.3 微型热管的传热极限 118

2.8 毛细泵回路(CPL) 123

2.8.1 毛细泵回路的工作原理及特点 123

2.8.2 毛细泵回路的流动传热特性 125

参考文献 127

3.热管试验研究及热管换热器设计 132

3.1 热管试验研究 132

3.1.1 碳钢-水热管的相容性研究 132

3.1.2 不锈钢、低合金钢-碱金属热管寿命试验 136

3.1.3 热虹吸管的强化传热试验研究 139

3.1.4 碳钢-水热管换热器传热性能试验研究 141

3.1.5 旋转热管研究 143

3.1.6 萘热管试验 147

3.1.7 液态金属热管试验研究 155

3.1.8 汞热管的试验研究 155

3.1.9 钠热管的传热极限研究 159

3.1.10 液态金属热管大功率传热试验 163

3.1.11 钢热管内的钢水反应 169

3.2 热管设计 173

3.2.1 工作液体的选择 173

3.2.2 吸液芯的选择 176

3.2.3 管壳材料的选择 177

3.2.4 设计计算 178

3.2.5 设计举例 182

3.3 热管换热器的类型与结构 187

3.3.1 整体式热管换热器 188

3.3.2 分离式热管换热器 189

3.3.3 回转式热管换热器 190

3.3.4 组合式热管换热器 190

3.4 热管换热器设计计算 191

3.4.1 常规设计计算法 193

3.4.2 离散型计算法 213

3.4.3 定壁温计算法 217

参考文献 219

4.热管制造 222

4.1 热管零部件及其加工 222

4.1.1 管壳 222

4.1.2 端盖 223

4.1.3 密封隔板 224

4.1.4 吸液芯结构 226

4.1.5 吸液芯的支撑结构 231

4.2 热管制造工艺 232

4.2.1 管子清洗 232

4.2.2 吸液芯的制造 234

4.2.3 充液 237

4.2.4 封焊技术 239

4.3 液态金属热管制造工艺 241

4.4 热管标准及其检验 243

4.4.1 热管标准 243

4.4.2 热管的检验 244

参考文献 245

5.热管技术在化工及石油化工中的应用 246

5.1 热管技术在合成氨工业中的应用 246

5.1.1 上、下行煤气余热回收 246

5.1.2 吹风气燃烧气余热回收 251

5.1.3 一段转化炉空气预热器 255

5.1.4 变换工段气-气换热器 257

5.1.5 二段转化炉高温高压蒸汽发生器 259

5.1.6 绝热化学反应器级间热管换热器 261

5.2 热管技术在硫酸工业中的应用 262

5.2.1 沸腾焙烧炉沸腾层内的余热回收 263

5.2.2 沸腾焙烧炉矿渣余热回收 265

5.2.3 SO2炉气余热回收 265

5.2.4 SO4气体冷却器 271

5.2.5 热管SO2转化器 273

5.2.6 热管开工预热器 276

5.3 热管技术在盐酸、硝酸生产中余热回收的应用 277

5.3.1 盐酸炉余热回收 277

5.3.2 氨氧化炉热管蒸汽发生器 279

5.4 热管技术在石油化工中的应用 281

5.4.1 热管裂解炉 281

5.4.2 热管乙苯脱氢反应器 284

5.4.3 环已醇脱氢化学反应器 287

5.4.4 热管氧化反应器 296

5.4.5 催化裂化再生取热器 299

5.4.6 热管化学反应釜 300

5.4.7 苯酐热熔冷凝箱 301

5.4.8 加热炉余热回收 302

参考文献 308

6.热管技术在建材及轻纺工业中的应用 310

6.1 高岭土喷雾干燥热风炉 310

6.2 十二醇硫酸钠喷雾干燥 312

6.3 玻璃窑炉的余热回收 313

6.4 热管技术在水泥工业中的应用 315

6.4.1 窑尾冷却机的余热利用 315

6.4.2 小水泥窑尾废气余热利用 316

6.4.3 大型窑尾废气的余热利用 317

6.5 陶瓷窑炉的余热利用 319

6.5.1 隧道窑烟道气余热利用 319

6.5.2 电瓷厂隧道窑冷却带余热利用 320

6.5.3 倒焰窑烟道气余热利用 321

6.6 纺织工业的余热利用 322

6.6.1 热定型机余热的回收利用 323

6.6.2 浆纱机的余热回收 324

参考文献 325

7.热管技术在冶金工业中的应用 326

7.1 加热炉和均热炉的余热利用 326

7.1.1 坯件加热炉热管空气预热器 326

7.1.2 线材退火炉 327

7.1.3 轧钢连续加热炉 328

7.2 烧结工序的余热利用 333

7.3 高炉热风炉余热回收 335

参考文献 337

8.热管技术在动力工程中的应用 338

8.1 油、气混烧电站锅炉空气预热器 342

8.2 劣质煤料锅炉空气预热器 343

8.3 热管技术在工业锅炉中的应用 345

8.4 柴油机排气余热回收利用 350

8.4.1 船用柴油机排气的余热回收 351

8.4.2 柴油发电机组余热回收 352

参考文献 353

9.热管技术有电子电器工程中的应用 355

9.1 密闭壳体中电子器件的散热 355

9.1.1 利用密封壳体的自然对流散热 356

9.1.2 密闭壳体的强制对流散热 357

9.2 计算机CPU(中央处理器)的散热 359

9.2.1 笔记本电脑的散热 359

9.2.2 台式电脑、服务器以及工作站CPU的散热 361

9.3 大功率电子元件的冷却 362

9.4 热管电机 363

参考文献 365

10.热管技术在其他领域中的应用 366

10.1 热管在太阳能中的应用 366

10.1.1 热管太阳能热水器 366

10.1.2 热管太阳灶 368

10.1.3 热管太阳能电站 370

10.2 热管技术在核电工程中的应用 371

10.2.1 热管技术在空间核电源中的应用 371

10.2.2 热管用于核废料的冷却 374

10.2.3 事故情况下的安全壳体保护 375

10.2.4 热管蒸汽发生器 378

10.3 热管技术在航天飞行技术上的应用 379

10.3.1 等温蜂窝板 380

10.3.2 超音速热管机翼 380

10.3.3 热管蜂窝板 382

参考文献 383

附录 384

附录1 法定计量单位 384

附录2 常用物理量的单位制及其换算 386

附录3 工质物理性质数据表 390

附录4 干空气的物理性质 410

附录5 在1大气压(1p=1.01×105pa)下烟气的热物理性质 411

附录6 饱和水的物理性质 411

附录7 干饱和水蒸气的热物理性质 413

附录8 钢管许用应力 415

附录9 免作冲击试验的钢管最低设计温度 418