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第10章　传热1

各种传热设备的专用名词1

换热设备的形式和管子、折流板的排列详图7

制造规范7

传热计算标准8

换热器壳体形式8

管子9

折流板23

管板32

连杆32

管子与管板的连接33

例10-1　确定换热器管束外部传热面积34

管板设计34

壳体中管数的计算34

换热器的传热面积44

管子的有效面积45

U形管换热器中管子的有效长度45

例10-2　U形管换热器面积图表的使用47

实例147

实例247

换热操作类型48

壳体和管箱上的接管48

传热计算49

温度差：两种流体的传热51

例10-3 单壳程、双管程平行逆流换热器的温度交叉53

平均温差或对数平均温差54

多程换热器中流体平均温度的校正69

例10-4 用流体出口温度来检验换热器的性能70

例10-5　加权平均温差的计算71

热量平衡72

热负荷72

例10-6　有液体过冷的冷凝器热负荷72

例10-7　对数平均温差的计算和校正73

传热面积73

确定流体性质的温度——流体真平均温度74

管壁温度75

管表面的污垢77

平管或光管的总传热系数87

例10-8 由膜系数和热阻计算总传热系数91

总传热系数的近似值91

流体在管内强制对流时的膜系数96

流体在管外强制对流时的膜系数107

壳侧当量直径109

壳侧流速115

换热器设计中强制对流传热的设计步骤116

例10-9　对流传热换热器的设计117

容器内螺旋盘管122

管侧传热膜系数122

管外传热膜系数122

管束外的冷凝123

垂直管束124

水平管束126

Devore图表的使用步骤131

过冷131

冷凝膜温的估算132

冷凝器的设计步骤133

例10-10　全凝器135

杆式折流（壳侧）换热器140

管内冷凝142

例10-11　壳侧过热丙烯的冷却和冷凝148

例10-12 蒸汽在壳侧加热的进料预热器153

例10-13　气体在管内冷却和部分冷凝154

含不凝气的蒸气冷凝160

例10-14　含不凝气的氯气－空气混合物在垂直管内的冷凝161

例10-15　用Colburn-Hougen法计算含不凝气的蒸气冷凝167

多段传热177

带刮板的壁面传热系数近似计算178

套管换热器内管间流体的强制对流传热178

夹套式搅拌釜内的传热179

例10-16　用高温传热流体加热原油181

压力降183

管内降膜液体流动183

汽化和沸腾184

卧式再沸器壳侧的汽化、自然循环188

池内沸腾和泡核沸腾时热流率和临界温差的一般关系式189

再沸器的热量衡算194

例10-17　用Kern法计算再沸器热负荷194

卧釜式再沸器195

泡核沸腾的比较设计步骤200

卧釜式再沸器201

卧釜式再沸器气液分离空间设计201

卧釜式再沸器的比较设计方法202

例10-18　蒸汽在管内加热的釜式再沸器203

垂直管内或水平管外泡核沸腾的自然循环（热虹吸）205

修正的Gilmour计算法206

伴有显热传递的汽化过程设计步骤210

卧式自然循环热虹吸再沸器的计算步骤210

Kern计算法210

Fait计算法211

立式管内汽化的自然热虹吸作用211

设计注释222

例10-19　C3精馏分离的再沸器224

例10-20　环己烷精馏塔的再沸器226

Kern法计算步骤228

其他设计方法229

例10-21 用Kern法计算立式热虹吸再沸器230

立式热虹吸再沸器计算——简化Hajek法235

立式热虹吸再沸器的设计原则237

例10-22　立式热虹吸再沸器设计——Hajek法238

浸没式垂直管外沸腾242

浸没式水平管外沸腾242

再沸器管线242

膜状沸腾242

水平管膜式或阶梯式水淋冷却器（敞开式）243

设计步骤244

光管换热器的压力降251

管侧251

壳侧254

圆缺形折流板压力降计算的另一方法257

翅片管换热器260

翅片表面传热262

每英寸管长16或19片翅片的低翅片管262

翅片管的经济性264

管子尺寸265

径向低翅片换热管束强制对流传热系数设计266

低翅片管束换热器的壳侧压力降266

管侧传热系数和压力降267

壳侧冷凝器、壳侧冷凝并伴随可凝气体冷却和流体－流体对流热交换的设计步骤267

低翅片管立式冷凝器的设计269

水平或垂直管外的泡核沸腾269

用实验数据进行沸腾传热的设计步骤269

例10-23　翅片管的沸腾传热270

套管式翅片换热器273

翅片侧的传热系数274

管壁热阻277

管侧传热系数与压力降278

污垢系数278

翅片侧压力降278

几种特殊用途的换热设备279

板框式换热器279

螺旋管式换热器279

波纹管式换热器280

平板（或成型板）换热器280

内插管式换热器284

直接注入蒸汽加热284

流体输送过程中热损失的补偿286

例10-24　计算保持工艺管线温度所需要的Thermon？加热管数289

光滑管路的热量损失291

通过管路绝缘层的热量损失293

例10-25　管道隔热层厚度的计算295

直接接触式汽－液换热器296

例10-26　确定在板式塔内直接接触换热所需的接触级数298

空气冷却式换热器299

一般应用306

空气冷却器的缺点307

空气冷却器的优点307

评价报价308

设计应考虑的问题（连续操作时）308

平均温差313

用于估算的设计步骤315

管侧流体温度控制319

用计算机设计换热器322

符号323

希腊符号329

下标329

参考文献330

参考书目339

制冷装置的类型346

专用名词346

对给定制冷温度和热负荷的制冷装置的选择346

第11章　制冷装置346

蒸汽喷射制冷347

结构材料350

性能351

制冷量352

操作352

公用工程353

例11-1 带大气式冷凝器的蒸汽喷射制冷装置357

规格明细表357

吸收制冷358

氨吸收式制冷装置358

一般优点和特征360

制冷量360

性能360

例11-2　单级氨吸收制冷装置的热负荷计算362

溴化锂吸收制取冷冻水365

机械制冷368

操作性能371

排空371

制冷剂371

ANSI/ASFRAE标准34—1992“制冷剂的编号和安全分类”371

蒸发器371

冷凝器371

压缩机371

制冷系统的工作性能比较391

烃类制冷剂393

例11-3 用Mehra图计算单级丙烷制冷系统407

例11-4　用Mehra图计算双级丙烷制冷系统407

烃类混合物和制冷剂407

例11-5　采用烃类混合物制冷剂408

汽液平衡408

例11-6　选择制冷剂的其他因素413

制冷装置的设计和选择416

例11-7　300冷冻吨的氨制冷装置422

储槽424

热回收器424

例11-8 应用氯氟烃制冷剂R-12的200冷冻吨制冷装置427

吸气过热427

例11-9　不同的制冷剂温度下操作的制冷装置428

复叠式制冷装置428

复式压缩制冷装置430

系统循环及膨胀阀对所需功率的影响比较430

深冷431

符号433

下标434

参考文献434

参考书目435

第12章　压缩设备（包括风扇）437

应用上一般的介绍437

订货须知439

各种类型压缩机的考虑总则440

往复式压缩机441

机械要点441

规格明细表455

操作注意事项455

压缩机的操作性能485

例12-1 压缩的级间压力和压缩比489

例12-2　单级压缩507

例12-3　两级压缩508

用莫利尔图表计算压缩功510

例12-4　用莫利尔图计算功率520

汽缸的卸荷520

例12-5　压缩机的卸荷523

例12-6　高压下压缩性的影响527

空气压缩机的选择530

能量流534

恒熵系统535

恒温系统535

多变系统535

例12-7 如何应用图12-35的空气图表536

离心式压缩机536

机械上的考虑要点537

规格说明559

操作性能562

进口气量564

计算离心压缩机近似性能的“N”方法579

用莫利尔图表计算离心式压缩机580

例12-8　利用莫利尔图表计算582

例12-9 比较多变过程和绝热过程的压头和效率584

例12-10　压缩机的初步选择590

操作特性596

例12-11　恒速操作下的特性变化603

例12-12　变速操作下的特性变化604

侧加料压缩机606

故障的发现与解决608

膨胀涡轮机608

轴流式压缩机609

操作特性610

液环式压缩机612

操作特性613

罗茨鼓风机和真空泵614

应用614

制造材料617

性能617

螺杆式鼓风机和真空泵619

性能620

优点623

缺点623

滑片式压缩机624

性能624

其他相关过程的压缩机626

风扇627

类型628

结构638

规格明细表640

风扇的驱动642

风扇的性能642

风扇的选择和计算要点642

例12-13　风扇的选择644

压力646

例12-14　风扇的速度选择647

操作特性与性能647

例12-16　改变原有风扇的风压658

例12-17　有一台与原有风扇同系列但不同尺寸的风扇，确定其相应的额定条件658

例12-15　改变原有风扇的转速658

例12-18　在恒定风量下改变风压659

例12-19　改变进口空气温度的影响659

叶轮的周边速度或顶端速度659

功率660

效率661

例12-20　风扇的功率和效率661

风扇温度升高662

风扇的噪声662

风扇的操作系统663

系统阻力的组成664

风道的阻力665

风扇操作系统计算方法小结667

串联操作667

并联操作668

风扇的选择670

额定值一览表672

例12-21　风扇的选择673

例12-22　按生产气体条件选择风扇675

鼓风机和真空泵676

符号678

参考文献681

下标681

希腊符号681

参考书目685

第13章　往复式压缩缓冲罐688

脉冲阻尼器或缓冲罐688

常用设计术语689

应用693

内部结构698

（无声）缓冲罐的设计方法698

单缸压缩机698

多缸并列共用一个缓冲罐700

缓冲罐系统的管道尺寸700

例13-1 双作用汽缸并联操作时压缩机装置所用的缓冲罐和管道701

例13-2　单作用单汽缸的压缩机704

脉动的频率705

压缩机的吸气和排气缓冲罐706

声学低通滤波器的设计方法706

例13-3　用声学方法设计脉冲缓冲罐711

设计方法——设计吸气罐和排气罐的改进NACA方法715

例13-4　设计进气罐和排气罐718

管道共振719

缓冲罐／瓶和管道系统需要考虑的机械因素722

符号723

参考文献724

下标724

希腊符号724

参考书目725

第14章　机械驱动装置726

电动机726

术语726

负荷的特征727

电动机的基本类型：同步电动机和感应电动机727

同步电动机理论731

同步电动机转速的选择732

感应电动机理论735

电流的类型737

负载737

特性曲线739

高能效电动机的设计741

美国电机制造商协会（NEMA）电机设计的分类743

按照大小分类743

危险性的分类：起火和爆炸748

工厂布局中电的安全等级758

电动机的外壳758

电动机的转矩761

交流电的功率因数762

电动机的选择764

可调速的驱动装置772

转速的改变772

用于机械驱动的汽轮机773

应用的情况776

影响汽轮机选择和运行的主要变量778

例14-1　蒸汽流量选择783

操作和调节785

规格明细表786

性能787

耗汽率791

单级汽轮机791

例14-2　单级汽轮机满负荷的耗汽率795

例14-3　单级汽轮机在额定转速下的部分负荷796

多级汽轮机797

燃料气发动机和汽油－柴油发动机797

应用情况797

发动机汽缸的指示图798

转速799

过量充气799

订货说明800

燃气轮机801

符号说明805

参考文献805

参考书目808

附录811