第1部分 管壳式换热器 3
第1章 管壳式换热器简介 3
1.1 概述 3
1.2 管壳式换热器的分类 3
1.3 换热器的选用 4
1.4 管壳式换热器的发展趋势及近代研究成果 5
1.4.1 管壳式换热器的发展趋势 5
1.4.2 纵流壳程换热器 6
1.4.3 换热网络的研究进展 6
1.4.4 换热器相关技术发展动向 7
第2章 管壳式换热器的系列 10
2.1 管壳式换热器的类型 10
2.1.1 固定管板式换热器概述 10
2.1.2 浮头式换热器概述 11
2.1.3 U形管换热器概述 11
2.1.4 填料函式换热器概述 12
2.1.5 滑动管板换热器概述 12
2.1.6 双管板换热器概述 12
2.1.7 薄管板换热器概述 14
2.1.8 立式热虹吸式重沸器概述 14
2.2 固定管板式换热器（JB/T 4715—92） 15
2.2.1 固定管板式换热器的形式 15
2.2.2 固定管板式换热器的参数系列 16
2.3 浮头式换热器和冷凝器（JB/T 4714—92） 23
2.3.1 浮头式换热器和冷凝器的形式 23
2.3.2 浮头式换热器和冷凝器的基本参数 25
2.4 U形管式换热器（JB/T 4717—92） 31
2.4.1 U形管式换热器的形式 31
2.4.2 U形管式换热器的基本参数 31
2.5 钢制固定管板式薄管板列管换热器（HG 21503—92） 34
2.5.1 薄管板列管换热器的形式 34
2.5.2 薄管板列管换热器的基本参数 35
2.6 立式热虹吸式重沸器（JB/T 4716—92） 36
2.6.1 立式热虹吸式重沸器的形式 36
2.6.2 立式热虹吸式重沸器的基本参数 36
第3章 管壳式换热器结构 40
3.1 概述 40
3.2 换热管 42
3.2.1 普通换热管 42
3.2.2 高效换热管 43
3.3 管束及分程 46
3.3.1 管束支撑结构 46
3.3.2 管束分程 52
3.3.3 换热管排列形式 53
3.3.4 换热管中心距 53
3.4 管板 54
3.5 管箱 54
3.6 管板与相邻零部件的连接 55
3.6.1 壳体与管板的连接 55
3.6.2 管箱与管板的连接 56
3.6.3 管子与管板的连接 58
3.7 其他结构 60
3.7.1 膨胀节 60
3.7.2 导流筒 61
3.7.3 防冲板 63
3.7.4 防短路结构 64
3.7.5 拉杆与定距管 64
第4章 管壳式换热器工艺设计 66
4.1 换热器内阻力损失计算 66
4.1.1 换热器内阻力损失分析 66
4.1.2 直管阻力损失 66
4.1.3 换热器管程阻力损失 67
4.1.4 换热器壳程阻力损失 68
4.1.5 允许压降的选取 78
4.2 杆式支撑换热器壳程阻力损失 78
4.2.1 Phillips石油公司计算方法 78
4.2.2 郑州大学热能工程研究中心计算方法 79
4.2.3 华南理工大学计算方法 80
4.2.4 华中科技大学计算方法 81
4.3 传热过程的基本公式 81
4.3.1 管壳式换热器传热过程 81
4.3.2 污垢热阻 82
4.4 对流换热 83
4.4.1 概述 83
4.4.2 无相变对流换热 85
4.4.3 非牛顿型流体传热 92
4.4.4 有相变传热 95
4.5 换热器壳程传热系数关联式 104
4.5.1 壳程无折流装置 104
4.5.2 折流板支撑换热器壳程传热系数关联式 104
4.5.3 盘环形折流板支撑换热器壳程传热系数关联式 105
4.5.4 杆式支撑换热器壳程传热系数关联式 108
4.6 工艺条件的选择 111
4.7 换热器工艺计算 113
4.7.1 设计计算基本步骤 113
4.7.2 相关计算与选择 115
第5章 管壳式换热器元件强度计算 120
5.1 管板强度计算 120
5.1.1 管板强度设计标准及规范 120
5.1.2 GB151中管板强度计算方法 121
5.1.3 德国AD压力容器规范 124
5.2 膨胀节 130
5.2.1 膨胀节设置 130
5.2.2 基于ANSYS软件的膨胀节强度模拟 130
5.2.3 基于ANSYS软件的U形波纹管膨胀节的工程优化设计 131
5.3 基于ANSYS分析的换热器零部件结构优化设计 134
5.3.1 带夹套新型换热器结构特点 134
5.3.2 H形结构应力计算 135
5.3.3 H形换热器结构优化设计 138
5.3.4 结构疲劳强度分析 141
第6章 管壳式换热器流体诱导振动 143
6.1 流体流动诱导振动基本机理 143
6.1.1 漩涡脱落诱发振动 143
6.1.2 紊流抖振 145
6.1.3 流体弹性激振 146
6.1.4 声共鸣 147
6.2 传热元件的固有频率 148
6.2.1 直管的固有频率 148
6.2.2 U形管的固有频率 151
6.2.3 固有频率的有限元分析计算及应用 154
6.3 系统的受力分析与破坏 157
6.3.1 Thorngren破坏数 157
6.3.2 振动破坏的受力分析及临界流速 158
6.3.3 振动疲劳破坏 161
6.3.4 累积损伤理论 162
6.3.5 振动磨损 164
6.4 防振设计 164
6.4.1 防振措施 164
6.4.2 防振研究 165
第7章 管壳式换热器的结垢 169
7.1 概况 169
7.1.1 污垢对换热器的影响 169
7.1.2 污垢的分类 173
7.1.3 污垢研究现状 175
7.2 污垢的形成过程与机制 176
7.2.1 概述 176
7.2.2 污垢的形成过程 176
7.2.3 污垢的形成机制 178
7.3 污垢的形成影响因素 179
7.3.1 换热器运行参数的影响 179
7.3.2 换热器结构参数的影响 180
7.3.3 流体介质性质的影响 181
7.3.4 其他 181
7.4 防垢与除垢 181
第8章 管壳式换热器的一些研究专题 185
8.1 纵流壳程换热器流体流动和传热的数值模拟 185
8.1.1 概述 185
8.1.2 流体流动与传热数值模拟的数值实现 186
8.1.3 流体流动与传热数值模拟的程序实现 186
8.1.4 基于周期性单元流道计算模型的换热器数值模拟 188
8.1.5 基于周期性全截面计算模型的换热器数值模拟 191
8.2 管壳式换热器新结构的研究与开发 193
8.2.1 夹套式变截面导流筒折流杆换热器 193
8.2.2 新型高低温管板 193
8.2.3 夹持式异径换热管纵流壳程换热器 194
8.2.4 斜向流管壳式换热器 195
参考文献 196
第2部分 空气冷却器 203
第9章 空冷器的形式和结构 203
9.1 分类 203
9.2 空冷器的基本部件 206
9.3 管束 207
9.4 风机 213
9.5 构架 218
9.6 百叶窗 219
9.7 空冷器的布置 221
9.8 空冷器的调节 223
第10章 空冷器的工艺设计及计算 227
10.1 空冷器的设计条件及基本参数 227
10.2 热负荷 227
10.3 传热系数与阻力计算 229
10.4 有效平均温差 245
10.5 换热面积 249
10.6 强制通风时的风机功率 249
10.7 自然通风的风筒高度 250
10.8 计算步骤和例题 251
参考文献 260
第3部分 板式换热器 263
第11章 板式换热器的结构及适用范围 263
11.1 概述 263
11.2 板式换热器的整体结构 264
11.3 板式换热器的优缺点 269
11.4 流程组合 270
第12章 板式换热器的分类及选用 273
12.1 板式换热器的类型 273
12.2 板式换热器板片的分类与选用 274
12.3 密封垫及其材料的分类与选用 278
第13章 板式换热器的传热计算 281
13.1 基本传热方程式 281
13.2 压降计算 283
13.3 换热计算的一般方法 284
第14章 板式换热器的应用 289
14.1 工程设计的一般原则 289
14.2 设计举例 290
参考文献 292
第4部分 螺旋板式换热器 295
第15章 螺旋板式换热器 295
15.1 分类与形式 295
15.2 结构设计 300
15.3 传热工艺计算 301
15.4 螺旋板式换热器压力降计算 307
15.5 螺旋板式换热器的设计 307
15.6 螺旋板式换热器的制造与检验 315
15.7 应用实例 316
参考文献 321
第5部分 板翅式换热器 325
第16章 板翅式换热器概述 325
16.1 发展概况 325
16.2 板翅式换热器的特点 326
16.3 板翅式换热器的应用 326
第17章 板翅式换热器结构特点 327
17.1 基本结构 327
17.2 翅片的选择与形式 328
17.3 翅片特性参数 329
17.4 整体结构 330
第18章 板翅式换热器设计计算 333
18.1 传热设计 333
18.2 给热系数确定 336
18.3 多股流传热 338
18.4 阻力计算 339
18.5 结构设计和强度计算 341
第19章 板翅式换热器的制造与检验 342
19.1 板翅式换热器的材料 342
19.2 板翅式换热器的制造工艺 342
19.3 检查与试验 344
19.4 板翅式换热器的修补和绝热 344
19.5 换热器的使用与存放 345
参考文献 346
第6部分 热管换热器 349
第20章 热管和热管换热器的设计 349
20.1 热管和热管换热器的原理和特性 349
20.2 热管和热管换热器的类型和结构 351
20.3 热管设计 358
20.4 热管换热器热力设计 368
20.5 热管和热管换热器的制造 376
20.6 热管和热管换热器的应用 379
参考文献 387