換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)

前言

過去25年中，換熱器在節(jié)能、能量轉(zhuǎn)換、能量回收，以及新能源利用領(lǐng)域的重要性日益增加。與此同時(shí)，這種重要性也隨著人們對相關(guān)環(huán)境問題的關(guān)注而不斷增加，例如熱污染、空氣污染、水污染以及廢物處理等。換熱器廣泛應(yīng)用于加工、動(dòng)力、運(yùn)輸、空調(diào)、制冷、低溫、熱量回收、替代燃料和制造領(lǐng)域中，同時(shí)也是市場上諸多工業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵部件。換熱器以不同的方式闡述了熱科學(xué)中大部分的基本原理，因此換熱器是一個(gè)出色的載體，可用于評價(jià)和應(yīng)用相關(guān)理論，并能夠滿足美國和其他國家大學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。換熱器制造技術(shù)和設(shè)計(jì)理論的發(fā)展已取得很多重要成就。有關(guān)換熱器的書籍已出版了許多，參見本書最后所附“參考文獻(xiàn)”。本書對換熱器的設(shè)計(jì)和理論進(jìn)行了深入探討，能在掌握相關(guān)理論和設(shè)計(jì)方法并進(jìn)而發(fā)揮創(chuàng)新性的過程中給學(xué)生和工程師提供全面支持。本書涉及多個(gè)行業(yè)用換熱器的相關(guān)理論和設(shè)計(jì)知識(shí)，并不僅僅局限于某個(gè)行業(yè)，例如加工業(yè)，而是為讀者提供一個(gè)更加寬廣和深厚的基礎(chǔ)。本書旨在提供深層次的換熱器熱力學(xué)和水力學(xué)設(shè)計(jì)理論，該理論適用于單相換熱的兩種工質(zhì)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)所用的換熱設(shè)備。作者在編寫本書過程中，始終牢記三個(gè)目標(biāo)：1）介紹和應(yīng)用傳熱學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)和微積分學(xué)基礎(chǔ)課程中所包含的概念，以拓展換熱器設(shè)計(jì)理論。因此，本書可作為上述基礎(chǔ)理論知識(shí)與工業(yè)熱工設(shè)計(jì)實(shí)踐之間的紐帶。2）介紹和應(yīng)用換熱器基本設(shè)計(jì)概念，以解決工業(yè)中遇到的換熱器實(shí)際問題。重點(diǎn)放在基本概念的理解和應(yīng)用上，同時(shí)更加強(qiáng)調(diào)分析，而少講經(jīng)驗(yàn)。3）本書面向在職工程師和學(xué)生。因此，在很多章節(jié)中講解得很細(xì)致，目的是為了將概念表達(dá)得更加清晰。書中前面的理論多采用常量和整體平均傳熱系數(shù)展開，同時(shí)為了便于工業(yè)應(yīng)用，在文字和表格中給出了更多的數(shù)據(jù)。為了能在一本書中以合理的篇幅給出關(guān)于換熱器設(shè)計(jì)和分析的全面知識(shí)，作者略去了許多結(jié)論的詳細(xì)推導(dǎo)過程，因?yàn)檫@些內(nèi)容可以從高等對流傳熱教科書上找到。事實(shí)上，作者給出了一些基本的推導(dǎo)，然后再通過文字和簡表給出全面的知識(shí)。

內(nèi)容概要

換熱器廣泛應(yīng)用于機(jī)械、動(dòng)力、運(yùn)輸、空調(diào)、制冷、低溫、熱量回收、替代燃料和制造領(lǐng)域中，其性能的每一點(diǎn)提高都意味巨大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。換熱器設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而艱辛的過程，它不僅僅是確定一個(gè)或者多個(gè)可行的解決方案，還要求確定最可能的或接近最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。本書詳細(xì)介紹和應(yīng)用傳熱學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)和微積分學(xué)基礎(chǔ)課程的基本概念，以拓展換熱器理論基礎(chǔ)。介紹和應(yīng)用換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)，以解決工業(yè)實(shí)踐中遇到的換熱器實(shí)際問題。本書可作為熱工基礎(chǔ)理論知識(shí)與工業(yè)熱工設(shè)計(jì)實(shí)踐之間的紐帶，適用于在職工程師和在校大學(xué)生研究生學(xué)習(xí)及工程應(yīng)用。

作者簡介

沙拉（Rarrlesh K.Shah），博士，羅徹斯特理工學(xué)院研究教授，Delptli Harrion熱系統(tǒng)和通用公司的前任高級(jí)研究員。曾出版過大量的與換熱器相關(guān)的書籍、會(huì)議報(bào)告及學(xué)術(shù)論文。塞庫利克（Dusan P.Sekulic），博士，肯塔基州立大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授，工程學(xué)院機(jī)器人和制造系統(tǒng)研究中心的高級(jí)研究員。曾撰寫過大量研究和教育方面的論文，撰寫過某些書籍的章節(jié)，發(fā)表過換熱器及相關(guān)主題的學(xué)術(shù)文章。

書籍目錄

譯叢序言前言符號(hào)說明第1章  換熱器分類第2章  換熱器設(shè)計(jì)方法概述第3章  間壁式換熱器熱力設(shè)計(jì)基本理論第4章  間壁式換熱器熱設(shè)計(jì)的附加考慮因素2第5章  蓄熱式換熱器的熱設(shè)計(jì)理論第6章  換熱器壓降分析第7章  表面基本傳熱和流動(dòng)特性第8章  換熱面的幾何特第9章  換熱器設(shè)計(jì)程序第10章  換熱器及其組件的選擇第11章  熱力模型及分析第12章  流動(dòng)分布不均和管箱的設(shè)計(jì)第13章  污垢和腐蝕附錄換熱器或與換熱器有關(guān)的參考文獻(xiàn)參考書目（按題目排列）

章節(jié)摘錄

插圖：該類換熱器的優(yōu)點(diǎn)如下：因?yàn)樵擃悡Q熱器采用單流程，可以更有效地處理粘稠、積垢液體及泥漿類液體。如果流道開始積垢，流道內(nèi)局部流速會(huì)有所增加，流速增加時(shí)積垢速度又會(huì)降低。與管殼式換熱器相比，其積垢速度很低。由于采用單流程的原因，該類換熱器更適于化學(xué)清洗、沖刷及反沖清洗工藝。端蓋可以移動(dòng)時(shí)，也適于機(jī)械清洗。這樣，維修次數(shù)比管殼式換熱器要少。冷流體在最外層流動(dòng)，換熱器外側(cè)不需熱絕緣，在入口溫度接近于周圍環(huán)境溫度時(shí)，熱損失可以忽略。內(nèi)部空間容量比管殼式換熱器的要低（低60％），相對緊湊。通過調(diào)整不同的流道高度，可以調(diào)整兩體積流量不同的流體的流速。

編輯推薦

《換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)》：國際視野 科技前沿一本為換熱器設(shè)計(jì)提供必要素材的專著《換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)》深入詳細(xì)地闡述了兩種流體換熱器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的熱力設(shè)計(jì)和水力設(shè)計(jì)原理。全書的重點(diǎn)是為運(yùn)用換熱器設(shè)計(jì)基本原理解決工業(yè)用換熱器所遇到的問題提供指導(dǎo)?！稉Q熱器設(shè)計(jì)技術(shù)》的關(guān)鍵內(nèi)容涵蓋了在復(fù)雜的工程設(shè)計(jì)分析中對四種類型的換熱器(擴(kuò)展表面式、板式、蓄熱器和管殼式)進(jìn)行設(shè)計(jì)和校核的詳細(xì)步驟，包括針對求解傳熱和流動(dòng)特性而進(jìn)行的所有計(jì)算?！稉Q熱器設(shè)計(jì)技術(shù)》還對如下問題提供了深刻見解：回?zé)崞骱托顭崞鞯臒崃退υO(shè)計(jì)理論表面的傳熱和流動(dòng)摩擦的基本特征換熱器表面的幾何屬性熱力學(xué)分析和建模流動(dòng)分布不均以及封頭的設(shè)計(jì)結(jié)垢和腐蝕《換熱器設(shè)計(jì)技術(shù)》還提供了一些實(shí)例，著重闡述了相關(guān)概念及其應(yīng)用，是學(xué)生、科研人員以及工程師的有效工具。

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