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第1篇 管壳式换热器 1

第1章 管壳式换热器的类型、结构与型号 1

1 概述 1

2 管壳式换热器的类型 1

2.1 管壳式换热器的零、部件名称 2

2.2 管壳式换热器主要组合部件 2

2.2.1 壳体 2

2.2.2 前端管箱 3

2.2.3 后端结构 4

3 管壳式换热器的型式与结构 4

3.1 固定管板式换热器 4

3.2 浮头式换热器 5

3.3 U型管式换热器 6

3.4 填料函式换热器 6

3.5 其他类型换热器 6

3.5.1 滑动管板式填料函换热器 6

3.5.2 双管板换热器 7

3.5.3 薄管板换热器 8

4 折流杆换热器 9

4.1 折流杆换热器结构简介 9

4.2 折流杆换热器应用进展 10

5 换热器型号表示方法 10

参考文献 12

第2章 管壳式换热器系列 13

1 固定管板式换热器、立式热虹吸式重沸器 13

1.1 固定管板式换热器型式与基本参数 (JB/T 4715-92) 13

1.1.1 基本参数 13

1.1.2 结构型式 19

1.2 立式热虹吸式重沸器型式与基本参数 (JB/T 4716-92) 21

1.2.1 基本参数 21

1.2.2 结构型式 24

2 U型管式换热器型式与基本参数 (JB/T 4717-92) 24

2.1 基本参数 24

2.1.1 公称直径 DN 24

2.1.2 公称压力 PN 24

2.1.3 换热管 24

2.2 基本参数组合 24

2.3 换热器的主要参数 24

2.3.1 计算换热面积 24

2.3.2 主要参数 26

2.4 结构型式 26

2.4.1 结构简图 26

2.4.2 重叠式换热器结构 26

3 浮头式换热器和冷凝器型式与基本参数 (JB/T 4714-92) 27

3.1 基本参数 27

3.1.1 公称直径 DN 27

3.1.2 公称压力 PN 27

3.1.3 换热管 27

3.1.4 管程数 N 28

3.1.5 折流板 (支承板) 间距 S 28

3.1.6 管箱 28

3.1.7 旁路挡板的数量 28

3.2 基本参数组合 28

3.2.1 内导流换热器的基本参数组合 28

3.2.2 外导流换热器的基本参数组合 30

3.2.3 冷凝器的基本参数组合 31

3.3 换热器的主要参数 32

3.3.1 内导流换热器和冷凝器的主要参数 32

3.3.2 外导流换热器的主要参数 33

3.3.3 计算换热面积 34

3.4 结构型式 34

3.4.1 换热器 34

3.4.2 冷凝器 34

3.4.3 重叠型式 34

4 浮头式折流杆换热器系列规格、型号和参数行业标准 37

4.1 内容与适用范围 37

4.2 结构特征 37

4.3 技术条件及基础数据 37

4.3.1 设计条件 37

4.3.2 基础参数 38

4.4 浮头式折流杆换热器及冷凝器规格型号系列 38

4.4.1 浮头式折流杆换热器及冷凝器型号表示方法 38

4.4.2 规格系列及简图 38

5 固定管板式折流杆换热器系列 42

6 钢制固定管板式薄管板列管换热器系列 (HG 21503-92) 42

6.1 基本参数 42

6.1.1 设计参数 42

6.1.2 主要材质 42

6.1.3 参数组合范围 43

6.1.4 参数的确定 44

6.2 结构型式 44

6.2.1 焊入式 44

6.2.2 贴面式 44

6.2.3 其他结构 44

6.3 允许壁温差 45

6.4 型号标记 45

参考文献 54

第3章 管壳式换热器的选用与设计 55

1 管壳式换热器的选用 55

1.1 工艺条件的选择 55

1.1.1 温度 55

1.1.2 压力降 56

1.1.3 流体空间的选择 56

1.2 结构与结构参数的选择 56

1.2.1 换热管 56

1.2.2 管程数和壳程型式 56

1.2.3 壳程折流析 57

1.2.4 防旁路流设施 58

1.2.5 防冲板 58

2 管壳式换热器热力计算 58

2.1 稳态传热方程 58

2.1.1 热负荷 58

2.1.2 总传热系数 K 59

2.1.3 平均温度差和温差修正系数 59

2.2 对流传热膜系数 59

2.2.1 无相变对流传热的传热膜系数 59

2.2.2 有相变传热的传热膜系数 67

2.3 压力降的计算 75

2.3.1 管程压力降 ΔPi 76

2.3.2 壳程压力降 77

2.4 换热器热力计算的其他分析方法简介 81

3 贝尔-台华 (Bell-Delaware) 详细设计法 82

3.1 几何参数的计算 83

3.1.1 数据的输入 83

3.1.2 壳程参数 83

3.1.3 辅助计算逐步计算步骤 84

3.2 壳程传热与压降修正因子 87

3.3 壳程传热膜系数和压降 89

3.3.1 壳程传热膜系数 89

3.3.2 壳程压降 89

3.4 管内传热膜系数和压降 90

3.4.1 管内传热膜系数 90

3.4.2 管内压降和管程压降 91

附录 Tinker法参考横流速度的计算 93

4 贝尔-台华法在E型以外其他类型管壳式换热器中的应用 95

5 盘-环形折流板换热器设计计算 95

5.1 设计方法 95

5.2 Slipcevie法 95

5.2.1 热传递计算 96

5.2.2 壳程压降 97

6 冷凝器与再 (重) 沸器的计算步骤 98

6.1 冷凝器的设计步骤 98

6.2 再沸器的设计计算步骤 99

6.2.1 K式再沸器 99

6.2.2 卧式热虹吸式 (管外壳程沸腾) 再沸器 101

6.2.3 立式管内热虹吸式再沸器计算 102

附录1 污垢系数值 103

附录2 总传热系数推荐值 105

参考文献 108

第4章 冷凝传热及各种冷凝器的精确计算法 109

1 纯质冷凝换热的计算方法 109

1.1 纯质竖管内冷凝 109

1.1.1 重力控制状态 110

1.1.2 剪力控制状态 110

1.2 纯质水平管内冷凝 111

1.2.1 水平管内凝结换热的研究现状 111

1.2.2 重力控制状态 112

1.2.3 剪力控制状态 112

1.2.4 剪力与重力控制状态 113

1.2.5 不区分流型的通用型公式 113

1.3 纯质水平单管外及管束间的冷凝 114

1.3.1 纯质水平单管外的冷凝 114

1.3.2 纯质水平管束间的冷凝和逐排计算法 115

2 混合蒸气冷凝换热的分析与计算 117

2.1 混合蒸气的冷凝换热机理 117

2.2 混合蒸气冷凝换热的预测方法 117

2.3 Bell-Ghaly法的数学模型 117

2.4 混合工质管内冷凝的研究现状 118

2.5 混合蒸气冷凝传热膜系数的计算公式 119

2.6 混合工质管外凝结换热的研究现状 119

3 冷凝器的计算机模拟 120

3.1 冷凝器的类型 120

3.2 冷凝器的传热过程 120

3.3 冷凝器计算机模拟的具体计算步骤 122

3.3.1 纯质壳侧冷凝时分段法卧式管壳式冷凝器模拟计算具体步骤 123

3.3.2 混合工质冷凝器模拟计算具体步骤 124

参考文献 125

第5章 应用计算机设计计算的方法 127

1 管壳式换热器设计及性能计算程序 TASC3 127

1.1 程序功能 127

1.2 输入数据 128

1.3 输出数据 128

2 无相变管壳式换热器设计及性能计算程序 STEP5 128

2.1 程序功能 128

2.2 软件使用限制 128

3 釜式再沸器模拟计算程序 MKETL 和立式热虹吸再 (重) 沸器的设计与校核程序 TREB4 128

3.1 程序功能 128

3.2 软件使用限制 129

3.3 输入数据 129

3.4 立式热虹吸重沸器的设计与校核程序 TREB4 简介 129

4 空冷器的校核计算程序 ACE 129

4.1 程序功能及特点 129

4.2 程序适用范围 130

5 HTRI 管壳式换热器计算程序 CST-2 130

5.1 程序功能 130

5.2 输入数据文件的基本格式 132

5.3 输入数据文件的基本内容 132

6 釜式重沸器传热与流体力学计算程序 RKH 132

6.1 程序功能 132

6.2 设计计算方案 132

7 无相变管壳式换热器工艺计算与核算程序 (FRHEX2C) 134

7.1 程序功能 134

7.2 计算方法原理 134

7.3 计算过程的逻辑设计 134

7.4 输入数据说明 134

7.5 输出数据说明 134

8 折流杆换热器及冷凝器计算程序 134

8.1 程序功能 134

8.2 适用范围 134

参考文献 135

第6章 管壳式换热器结构设计 136

1 壳体、管箱壳体和封头的设计 136

1.1 壁厚的确定 136

1.2 壳体、管箱壳体和封头的尺寸及质量 140

1.3 进出口的设计 141

1.3.1 接管外伸长度 141

1.3.2 接管与筒体、管箱壳体的连接 142

1.3.3 排气、排液管 142

1.4 接管最小位置 144

1.4.1 壳程接管位置的最小尺寸 144

1.4.2 管箱接管位置的最小尺寸 144

2 管板与换热管 145

2.1 管板 145

2.1.1 管板结构 145

2.1.2 管板最小厚度 145

2.1.3 管板尺寸 146

2.1.4 管板重量计算 147

2.2 换热管 162

2.2.1 换热管的规格和尺寸偏差 162

2.2.2 换热管的排列型式 162

2.3 管程分程 164

3 壳体与管板、管板与法兰及换热管的连接 164

3.1 壳体与管板的连接结构 164

3.2 管板与法兰的连接 168

3.2.1 固定式管板 168

3.2.2 可拆式管板 168

3.3 管子与管板连接 171

3.3.1 胀接 171

3.3.2 焊接 172

3.3.3 胀焊并用 174

3.3.4 爆炸胀接 175

4 其他各部件结构 175

4.1 膨胀节 175

4.2 折流板或支持板 179

4.2.1 折流板的型式 179

4.2.2 折流板尺寸 180

4.2.3 折流板或支持板管孔 181

4.2.4 折流板或支持板外直径及允许偏差 182

4.2.5 折流板的布置 183

4.2.6 支持板 183

4.2.7 折流板质量计算 184

4.3 防冲与导流 186

4.3.1 防冲板的型式 186

4.3.2 防冲板的位置和尺寸 186

4.3.3 导流筒 187

4.4 拉杆与定距管 188

4.4.1 拉杆的结构和尺寸 188

4.4.2 拉杆的布置 189

4.4.3 定距管尺寸 189

4.5 防短路结构 189

4.5.1 旁路挡板结构尺寸 189

4.5.2 假管 190

4.5.3 中间挡板 190

参考文献 190

第7章 管壳式换热器流体流动诱发振动 192

1 流动诱发振动基本原理 192

1.1 流动诱发振动三种基本情况 192

1.2 管子破坏最可能的区段 192

1.3 破坏机理 192

1.4 流动诱发振动机理 192

1.5 换热管振动响应曲线 193

1.6 横流下管束动力行为 193

1.7 流体动力作用力 193

2 流体介质与流动诱发振动机理，旋涡分离 194

2.1 管束斯脱拉哈数计算 194

2.2 避免产生旋涡分离共振准则 195

2.3 单相流下附加质量系数Cm的确定 196

2.4 旋涡分离振动响应预测的动力分析 196

3 湍流诱发激振机理 197

3.1 湍流 197

3.2 湍流抖振 197

3.3 欧文 (Owen) 湍流抖振频率表达式 198

3.4 湍流随机激振 198

4 流体弹性不稳定模型 198

4.1 位移机理 198

4.2 速度机理 199

5 阻尼 199

6 声共鸣 201

6.1 驻波原理 201

6.2 声共鸣频率表达式 203

6.3 声共振激振机理 203

6.4 声共鸣许用准则 204

6.4.1 旋涡分离引起的声共鸣 204

6.4.2 湍流抖振引起的声共鸣 205

6.5 声驻波振动的抑制 205

6.5.1 防振挡板 205

6.5.2 Helmhotz空腔共鸣室 206

6.5.3 翅条片的构思 206

6.5.4 螺旋形的“管间”插入件的构思 207

6.5.5 谐调 207

6.5.6 拆除一些管子 207

6.5.7 管子结构表面的改变 207

6.5.8 不规则的管间距 207

6.5.9 改变壳程质量流率 207

7 振动计算程序 208

7.1 振动计算步骤 208

7.2 振动计算中应用试验推算值时应注意的问题 209

第8章 管壳式换热器管板设计 212

1 概述 212

2 管壳式换热器管板的设计计算方法分析 213

2.1 设计计算公式的基本考虑 213

2.2 管板强度分析的基本方法 213

2.2.1 固定管板式换热器的管板应力分析 214

2.2.2 U型管式换热器管板应力计算分析 218

2.2.3 管板应力的性质 223

2.2.4 管板应力的调整 223

3 管板计算 224

3.1 符号说明 224

3.2 U型管式换热器管板 229

3.2.1 a型连接方式管板的计算 229

3.2.2 b、c、d型连接方式管板的计算 229

3.2.3 e、f型连接方式管板的计算 230

3.2.4 U型管式换热器管板计算结果 231

3.3 浮头式与填料函式换热器管板 232

3.3.1 计算步骤 232

3.3.2 浮头式、填料函式换热器管板计算 233

3.4 固定管板式换热器管板 234

3.5 换热管稳定许用压应力 240

3.6 换热管与管板连接的许用拉脱力 241

4 计算示例 254

4.1 U型管式换热器管板厚度计算 254

4.1.1 a型连接方式管板厚度计算 254

4.1.2 采用GB 151-1999设计结果的改进 256

4.2 浮头式、填料函式换热器管板厚度计算 257

4.2.1 浮头式换热器管板厚度的计算 257

4.2.2 填料函式换热器管板厚度计算 259

4.3 固定管板换热器 261

4.3.1 不带膨胀节，其延长部分兼作法兰的管板 261

4.3.2 不带法兰的管板 269

参考文献 278

第9章 其他各种管板应力与强度计算 279

1 管板削弱系数 279

1.1 管板孔间带效率 279

1.2 强度与刚度削弱系数 279

2 双管板计算 280

3 法兰夹持的可拆式管板强度计算 282

4 管板管桥及管壁温度场分析 285

4.1 分析模型 286

4.2 计算步骤 286

5 矩形管板的计算 287

5.1 分析模型 287

5.2 平衡方程 288

5.3 单个条形梁的分析 289

5.4 边界位移的求解 291

6 国外管壳式换热器管板设计规范及比较 293

6.1 用于换热器机械设计的设计标准 293

6.2 管板分析基础 293

6.2.1 管板分析中的假定 294

6.2.2 TEMA 边界约束的处理方法 294

6.2.3 穿孔板的有效弹性常数 294

6.3 固定式管板设计基础 295

6.3.1 弹性基础上的薄圆板 295

6.3.2 挠度、转角和弯矩 296

6.3.3 边缘处的垂直力 296

6.4 TEMA 的固定式管板设计 296

6.4.1 管板弯曲公式和应力 296

6.4.2 TEMA 公式的应力分类构思 297

6.5 法国 CODAP 固定式管板标准的计算 300

6.5.1 管板最大弯曲应力 300

6.5.2 CODAP 公式中的应力分类 301

6.6 英国 BS5500 的固定管板公式 301

6.7 BS5500 与 TEMA 和 CODAP 固定管板厚度计算公式之间的比较 302

6.8 BS5500 和 CODAP 浮头换热器管板设计准则 302

6.8.1 管内最大轴向应力 303

6.8.2 U型管换热器设计公式 303

6.8.3 法兰管板-TEMA 设计程序 303

参考文献 304

第10章 翅片管式换热器 305

1 概述 305

2 翅片管的类型和结构 305

2.1 按结构型式分类 306

2.2 按制造工艺分类 306

3 翅片管式换热器的传热计算 307

3.1 传热方程 307

3.2 干工况时的总传热系数 307

3.3 外掠翅片管束的换热和压降计算 309

3.3.1 圆管-圆形翅片管束 309

3.3.2 圆管-矩形翅片叉排管束 310

3.4 湿工况时的总传热系数 311

4 对数平均温差、温差修正系数与无因次参数R、P 311

4.1 对数平均温差的计算 311

4.1.1 错流 (一次交叉流) 型的平均温差 312

4.1.2 “混合-非混合”错流 (交叉流) 平均温差 312

4.2 温差修正系数 313

4.2.1 Δtm,n=f1 (R,P) 的推导 314

4.2.2 Δtm,j=f2 (R,P) 的推导 314

4.2.3 错流 (一次交叉流) 型的温差修正系数 314

4.3 多次交叉错流型的平均温差 315

4.3.1 总趋势为逆流的多次交叉错流 315

4.3.2 总趋势为并 (顺) 流时的多次交叉错流 317

5 翅片效率 318

5.1 等截面直翅的传热计算及翅片效率 318

5.1.1 传热计算 318

5.1.2 翅片效率 319

5.2 变截面直翅的传热计算及翅片效率 319

5.2.1 传热计算 320

5.2.2 翅片效率 320

5.3 等厚度环翅的传热计算与翅片效率 320

5.3.1 圆翅的传热计算 320

5.3.2 圆翅的翅片效率 321

5.3.3 等厚度正方形环翅的翅片效率 322

5.4 翅片效率的数值计算方法 323

5.5 扇形法与斯密特公式 325

6 翅片管式换热器的热计算 326

6.1 设计计算与校核计算 326

6.2 平均温差法 326

6.3 ε-NTU 法 327

6.3.1 无因次量 327

6.3.2 无因次量间的函数关系 327

6.3.3 ε-NTU 法的计算 329

6.4 翅片管的表面结构及参数 329

7 翅片管式换热器的强化传热 330

7.1 横掠翅片管 (束) 的流动与换热特征 330

7.1.1 一般分析 330

7.1.2 绕流与换热特征 330

7.1.3 流动边界层对换热的影响 331

7.1.4 分离、回流与再附着 332

7.2 高效换热翅表面综述 332

7.2.1 间断型翅片 332

7.2.2 波纹型翅片 334

7.2.3 齿型螺旋翅片 334

7.2.4 椭圆管翅片 335

附录 336

参考文献 338

第2篇 板式换热器 341

第1章 板 (片) 式换热器 341

1 概述 341

1.1 板 (片) 式换热器的基本构造 341

1.2 流程组合 341

1.3 框架型式 343

2 板片的型式与影响板片性能的参数 343

2.1 影响板片传热与压降的参数和结构 343

2.2 板片的型式与性能 343

2.3 混合β人字板 (热混合板) 及其性能 345

2.4 几种特殊构造的板片 346

3 板 (片) 式换热器的性能特点 347

3.1 板 (片) 式换热器的主要优点 347

3.2 板 (片) 式换热器的主要缺点 348

3.3 板 (片) 式换热器与管壳式换热器的比较 349

4 板 (片) 式换热器的设计计算 350

4.1 一般设计要求 350

4.2 设计计算公式和曲线 351

4.3 平均温差法设计计算步骤 360

4.4 平均温差法校核计算步骤 362

4.5 ε-NTU 法设计计算步骤 365

4.6 热混合设计法 367

4.6.1 机理 367

4.6.2 计算公式 368

4.6.3 设计计算步骤 369

5 工业应用 370

5.1 概况 370

5.2 在供热、空调和生活用水中的应用 371

5.3 在食品工业中的应用 372

5.4 在化学工业中的应用 373

5.4.1 在硫酸工业中的应用 373

5.4.2 在制碱工业中的应用 373

5.5 在石油和石化工业中的应用 374

5.6 在电力工业中的应用 375

5.7 在冶金工业中的应用 375

5.8 在其他场合的应用 375

6 产品制造 375

6.1 概述 375

6.2 制造标准 375

6.3 制造质量要求 376

6.4 制造材料 376

附录 378

参考文献 380

第2章 板翅式换热器 381

1 概述 381

1.1 板翅式换热器的发展 381

1.2 制造工艺简介 381

1.3 应用 381

1.4 特点 383

2 结构特点与传热机理 384

2.1 结构与基本元件 384

2.1.1 翅片 384

2.1.2 隔板 385

2.1.3 封条 385

2.1.4 导流片与封头 385

2.2 翅片的结构参数 385

2.3 流道布置 386

2.4 单元组合 386

3 设计计算 388

3.1 换热与流动基本特征数关系式 388

3.1.1 无相变特征数关系式 388

3.1.2 相变特征数关系式 389

3.2 翅片效率与表面效率 390

3.2.1 单叠布置 390

3.2.2 复叠布置 391

3.2.3 多股流复杂布置 391

3.3 翅片型式与结构参数的选择 391

3.3.1 锯齿翅片 391

3.3.2 平直翅片 392

3.3.3 多孔翅片 392

3.3.4 翅片结构参数的选择 392

3.4 多股流板翅式换热器 392

3.4.1 通道分配与通道排列 392

3.4.2 综合法 392

3.5 流体的不均匀分配性 393

3.5.1 流体不均匀分配与换热器性能的关系 393

3.5.2 流体不均匀分配的基本类型 393

3.5.3 改善流体不均匀分配的措施 393

3.6 设计计算 394

4 设计实例 394

4.1 两股流相变换热器 394

4.2 多股流无相变换热器 395

5 板翅式换热器新技术及在压缩机中的应用 398

5.1 铝板翅式换热器表面处理技术 398

5.2 板翅式换热器快速创型系统 398

5.3 板翅式换热器新产品 398

5.3.1 非金属板翅式换热器 398

5.3.2 不锈钢板翅式换热器 399

5.4 高压板翅式换热器的结构强度特性分析 399

5.5 板翅式换热器在压缩机领域的应用 399

参考文献 400

第3章 螺旋板式换热器 401

1 螺旋板式换热器的发展和结构特点 401

1.1 螺旋板式换热器的发展概况 401

1.2 螺旋板式换热器的结构特点 401

1.3 螺旋板式换热器的型式与参数 402

1.3.1 典型结构 402

1.3.2 型号表示方法 402

2 螺旋板式换热器的流动阻力计算 404

2.1 试验方法 404

2.2 试验结果 404

2.3 介质为液体时螺旋板式换热器流体阻力计算公式 406

2.4 介质为空气时螺旋板式换热器流体阻力计算公式 406

2.5 流体作轴向流动时的压力降 407

3 螺旋板式换热器的传热计算 407

3.1 无相变液体的螺旋流 407

3.2 无相变气体的螺旋流 408

3.3 无相变液体的对流传热 408

3.4 蒸汽冷凝 409

3.5 螺旋板式换热器用于立式热虹吸重沸器 410

3.6 无相变流体的轴向流 410

4 螺旋板式换热器的工艺设计 410

4.1 介质速度 410

4.2 总传热系数 411

4.3 工艺设计的一般步骤 411

4.3.1 热平衡设计法 (对数平均温差法) 411

4.3.2 ε-NTU 曲线图设计法 412

5 螺旋板式换热器的几何设计 413

5.1 符号说明 413

5.2 几何设计 413

5.2.1 中心隔板宽度 413

5.2.2 偏心距 414

5.2.3 螺旋体有效换热圈数 414

5.2.4 螺旋板圈数 414

5.2.5 螺旋板有效换热长度 LY 及螺旋板计算长度 LB 415

5.2.6 换热器螺旋通道长度 LT 415

5.2.7 有效换热面积 AY 415

5.2.8 螺旋体长轴外径 415

6 螺旋板式换热器的强度及稳定性设计 416

6.1 符号说明 416

6.2 螺旋板的强度 417

6.3 螺旋板的挠度计算 417

6.4 螺旋板许用压力 417

6.5 半圆筒体或外圈板的计算厚度 421

6.6 中心隔板的计算厚度 421

6.7 半圆端板 421

6.8 可拆螺旋板式换热器的倒锥平盖 421

6.8.1 基础板 423

6.8.2 圆环筋 424

6.8.3 倒锥 425

6.8.4 刚度设计 425

7 螺旋板式换热器的制造与检验 426

7.1 螺旋板式换热器的制造工艺程序 426

7.2 螺旋板式换热器制造质量的控制 426

7.2.1 螺旋板板材的下料 426

7.2.2 螺旋板的定距柱 426

7.2.3 中心隔板 427

7.2.4 支承环 427

7.2.5 特殊处理 427

7.3 螺旋板式换热器制造技术的发展 427

7.3.1 螺旋板式换热器制造工装设备的发展 427

7.3.2 螺旋板式换热器的其他新进展 428

8 螺旋板式换热器在工程上的应用 428

8.1 在合成氨氮肥工业上的应用 428

8.2 在烧碱、硫酸工业上的应用 432

8.2.1 在烧碱工业上的应用 432

8.2.2 在硫酸工业上的应用 432

8.3 在制药、制冷工程上的应用 432

8.3.1 在制药上的应用 432

8.3.2 在制冷工程上的应用 432

8.4 在煤焦化工程上的应用 433

8.5 在供热和油田等领域的应用 434

8.6 工程应用中存在的问题 434

9 国外螺旋板式换热器的新结构 434

9.1 2型螺旋板式冷凝器 435

9.2 2型安放于塔顶的螺旋板式冷凝器 435

9.3 1型螺旋板式冷凝器 435

9.4 3型螺旋板式冷凝器 436

9.5 3H 型螺旋板式冷凝器 436

附录 不可拆螺旋板式换热器型式与参数 437

参考文献 440

第3篇 高温换热器与非金属换热器 441

第1章 高温换热器 441

1 金属高温换热器 441

1.1 辐射式换热器 441

1.1.1 概述 441

1.1.2 辐射式换热器结构 441

1.2 套管式高温换热器 444

1.2.1 概述 444

1.2.2 结构简介 444

1.3 针、片肋翅管式换热器 445

1.3.1 概述 445

1.3.2 结构简介 446

1.4 其他型式换热器简介 446

1.4.1 整体式换热器 446

1.4.2 列管式换热器 447

1.4.3 辐射-对流组合换热器 448

2 陶瓷高温换热器 450

2.1 粘土换热器 (四孔砖换热器) 450

2.2 碳化硅列管式换热器 451

2.3 其他型式换热器简介 457

2.3.1 八角形管砖换热器 457

2.3.2 回转式陶瓷蓄热器 458

2.3.3 高铝 (刚玉) 管式换热器 459

参考文献 459

第2章 非金属换热器 460

1 概述 460

1.1 非金属材料换热器的重要性 460

1.2 正确选用非金属材料换热器 460

1.3 非金属材料换热器现状 460

1.3.1 石墨换热器 460

1.3.2 氟塑料换热器 460

1.3.3 玻璃换热器 461

1.3.4 化工陶瓷换热器 461

2 不透性石墨换热器 461

2.1 不透性石墨的特性及其在换热器中的应用 461

2.1.1 石墨与不透性石墨简介 461

2.1.2 不透性石墨的特性 461

2.1.3 不透性石墨在换热器中的应用 463

2.2 不透性石墨制设备的设计特点、强度计算及典型结构结点 463

2.2.1 设计特点 463

2.2.2 强度计算 463

2.2.3 典型结构节点 463

2.3 不透性石墨换热器的类型、结构及传热特点 464

2.3.1 不透性石墨换热器的类型 464

2.3.2 浮头列管式石墨换热器的结构 465

2.3.3 块孔式石墨换热器的结构与传热 470

2.3.4 其他型式石墨换热器及蒸发器简介 477

2.4 不透性石墨换热器应用实例 478

2.5 国内外石墨换热器发展概况 480

2.5.1 国外石墨换热器的发展 480

2.5.2 我国不透性石墨换热器的现状和发展方向 481

3 氟塑料换热器 482

3.1 氟塑料的特性及其在换热器中的应用 482

3.1.1 氟塑料的特性 482

3.1.2 氟塑料在换热器中的应用 484

3.2 氟塑料换热器的结构型式 485

3.2.1 管束 485

3.2.2 管壳式换热器 486

3.2.3 沉浸式换热器 487

3.3 氟塑料换热器的传热系数与流体阻力 488

3.4 国内氟塑料换热器产品简介 489

3.4.1 郑州工业大学化工总厂及锦西化工厂产品 489

3.4.2 长沙市宏达热交换器厂产品 491

3.4.3 北京化工大学等单位的石墨改性聚全氟乙丙烯换热器 493

3.5 氟塑料换热器存在的问题及发展方向 493

参考文献 493

第4篇 换热器先进制造技术 495

第1章 先进制造技术概论 495

1 先进制造技术基础 495

1.1 现代设计理论和方法 495

1.2 先进的加工制造技术 495

1.3 先进的生产资源管理模式 495

2 换热设备的先进制造 496

第2章 换热器热力设计物性数据计算机化 498

1 物性数据的选择 498

2 物性数据库结构及特点 498

3 物性数据库系统特点 498

4 物性数据库系数功能 499

第3章 先进设计方法及其在换热器设计中的应用 500

1 先进设计方法概述 500

2 先进设计理论和方法 500

2.1 换热器优化设计方法简介 500

2.2 模糊优化设计方法 500

2.3 计算机辅助参数化绘图 (CAPD) 502

2.3.1 计算机辅助参数化绘图简介 502

2.3.2 以AutoCAD为平台进行的二次开发技术 502

2.4 基于Web的异地远程设计 (Web-CAD) 503

3 基于Web的板翅式换热器异地远程设计系统的开发 504

第4章 换热器虚拟工程放大技术 507

1 虚拟工程放大技术简介 507

2 计算机模拟技术 508

2.1 计算固体力学技术 508

2.2 计算流体力学技术 508

3 虚拟工程放大中的实验方法 509

4 换热器虚拟工程放大技术实例 509

4.1 管壳式换热器的虚拟工程放大实例 509

4.2 Kenics静态混合换热器 (KM) 的虚拟工程放大实例 510

第5章 先进加工工艺在换热器中的应用 513

1 激光焊接技术及在换热器中的应用 513

1.1 激光焊机理 513

1.2 金属的激光焊接性 514

1.3 换热器所用典型材料的激光焊 515

2 超塑性成型扩散连接 (SPF/DB) 515

2.1 超塑性成型扩散连接工艺 516

2.2 扩散连接参数 517

3 微型加工技术 517

3.1 印刷线路板式换热器的特点 518

3.2 印刷线路板式换热器的制造工艺 518

第6章 换热设备先进制造模式的探索 519

1 换热设备快速创型制造的基本构想 519

1.1 异地协作开发与设计 519

1.2 虚拟工程放大 519

1.3 分散网络化制造 520

1.4 电子商务 520

2 换热设备先进制造的实例--新型板翅式换热器的开发与制造 521

参考文献 523