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hc 126
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