传热应用技术（第三版）（薛叙明 ）

1.《传热应用技术》（第 一版）曾获中国石油和化学工业优 秀出版物奖 优 秀教材奖，第二版是“十二五”职业教育国 家规划教材和“十二五”江苏省高等学校重点教材。

2.《传热应用技术》（第三版）是“‘十三五’江苏省高等学校重点教材”建设项目。

3.《传热应用技术》（第三版）在保持第 一、第二版教材特色的基础上，完善了教材内容的层次设计，优化了教学目标尤其是素质培养目标；适当增加了相关新技术、新装备及其研究进展介绍；开发了与教学内容配套的微课件、2D与3D动画及视频等颗粒化教学资源，并以二维码形式直接植入教材，师生在互联网条件下，通过APP应用软件，采用可移动终端直接扫描二维码，即可观看或使用，实现教材表现形式的创新。

 

 

《传热应用技术》是以传热规律为主体的单元操作为主线，辅以设备、电器、仪表等相关知识与操作为一体的项目化教材，主要内容包括传热操作与控制、蒸发操作与控制、结晶操作与控制和干燥操作与控制四大单元操作。教材以“项目载体、任务驱动”方式展开，通过项目情境设计、工作任务布置、技术理论知识必备及任务组织实施的思路完善了教材内容的层次设计，优化了教学目标尤其是职业素质培养目标；适当增加了相关新技术、新装备及其研究进展介绍；开发了与教学内容配套的微课件、动画及视频等颗粒化教学资源，并以二维码形式直接植入教材，师生在互联网条件下，通过APP应用软件，采用可移动终端直接扫描二维码，即可观看或使用，实现教材表现形式的创新。

 

项目一传热操作与控制/001

项目学习目标/001

主要符号说明/002

项目导言/002

一、传热在化工生产中的应用/003

二、传热的基本方式/003

三、项目情境设计/004

任务一依据生产特点初定换热方案/004

工作任务要求/004

技术理论与必备知识/005

一、工业换热方法/005

二、常用的换热设备/006

三、管壳式换热器的标准/019

四、工业加热载体和冷却剂/022

任务实施/024

一、资讯/024

二、决策、计划与实施/024

三、检查/025

四、实施与评估/025

任务二换热工艺条件的确定/025

工作任务要求/025

技术理论与必备知识/026

一、间壁两侧流体换热过程分析/026

二、传热基本方程式/026

三、传热基本计算/027

任务实施/035

任务三换热器的选型/036

工作任务要求/036

技术理论与必备知识/036

一、传热基本理论/036

二、总传热系数的理论计算/051

三、强化传热的途径/054

任务实施/057

一、换热器选型方案的确定/057

二、列管换热器的工艺结构设计及校核/058

三、列管式换热器的选型计算一般步骤/065

任务四换热器安全控制方案的确定/068

工作任务要求/068

技术理论与必备知识/068

一、温度测量与变送/069

二、温度显示仪表/073

三、温度的自动控制/076

任务实施/077

一、测温仪表的选择与安装/077

二、换热器的安全控制方案选择/078

任务五换热操作与维护/081

工作任务要求/081

技术理论与必备知识/081

一、列管换热器的使用和维护/081

二、板式换热器的使用和维护/084

三、热管换热器的使用和维护/085

四、换热器的除垢清理/085

任务实施/087

一、列管式换热器的仿真操作/087

二、列管式换热器的实操训练/091

任务六项目拓展——换热设备的保温与节能/095

工作任务要求/095

技术理论与必备知识/095

一、换热设备和管道的热损失与绝热/095

二、化工生产中的节能途径/099

任务实施/100

一、资讯/100

二、决策、计划与实施/100

三、检查与评估/101

测试题/101

项目二蒸发操作与控制/105

项目学习目标/105

主要符号说明/106

项目导言/106

一、蒸发在化工生产中的应用/106

二、蒸发操作的特点/106

三、项目情境设计/107

任务一初定蒸发方案——蒸发工艺路线的选择与蒸发设备的选取/107

工作任务要求/107

技术理论与必备知识/107

一、蒸发操作的常见流程/107

二、蒸发操作的类型/108

三、常见的蒸发设备/109

四、蒸发器的辅助装置/113

任务实施/114

一、资讯/114

二、决策、计划与实施/114

三、检查/116

四、实施与评估/116

任务二蒸发工艺条件和控制方案的确定/116

工作任务要求/116

技术理论与必备知识/116

一、单效蒸发的工艺计算/116

二、蒸发器的生产能力与生产强度/122

三、蒸发系统的自动控制/123

任务实施/125

一、资讯/125

二、决策、计划与实施/125

三、检查/126

四、实施与评估/126

任务三蒸发器的操作与维护/126

工作任务要求/126

技术理论与必备知识/126

一、单效蒸发系统的操作与维护/126

二、单效蒸发系统常见故障分析及处理/128

任务实施/129

一、岗位操作规程一般应包括的内容/129

二、液碱蒸发浓缩岗位操作规程拟定的工作要点/130

任务四项目拓展——多效蒸发与节能措施/131

工作任务要求/131

技术理论与必备知识/132

一、多效蒸发/132

二、提高加热蒸汽经济性的其他措施/133

三、蒸发过程和设备的强化与进展/135

任务实施/136

一、资讯/136

二、决策、计划与实施/136

三、检查/137

四、实施与评估/137

测试题/137

项目三结晶操作与控制/139

项目学习目标/139

主要符号说明/140

项目导言/140

一、结晶在化工生产中的应用/140

二、结晶过程的分类/140

三、结晶过程的特点/141

四、项目情境设计/142

任务一冷却结晶方案的制定/142

工作任务要求/142

技术理论与必备知识/142

一、冷却结晶操作理论知识/142

二、常见的冷却结晶设备/149

三、影响冷却结晶过程的因素/151

四、冷却结晶器的操作与控制/152

任务实施/154

一、资讯/154

二、决策、计划与实施/155

三、检查与评估/156

任务二蒸发结晶方案的编制/157

工作任务要求/157

技术理论与必备知识/157

一、蒸发结晶操作理论/157

二、常见蒸发结晶设备/158

三、影响蒸发结晶过程的因素/160

四、蒸发结晶器操作与维护/160

五、连续式蒸发结晶操作的参数控制/162

任务实施/163

一、资讯/163

二、决策、计划与实施/163

三、检查与评估/163

任务三项目拓展——其他结晶技术认知/164

工作任务要求/164

技术理论与必备知识/164

一、盐析结晶/164

二、反应结晶(沉淀)/165

三、萃取结晶/166

任务实施/167

一、资讯/167

二、决策、计划与实施/167

三、检查与评估/167

测试题/167

项目四干燥操作与控制/169

项目学习目标/169

主要符号说明/170

项目导言/170

一、干燥概述/170

二、项目情境设计/172

任务一依据生产特点选用干燥设备/172

工作任务要求/172

技术理论与必备知识/173

一、对流干燥过程分析/173

二、常用的工业干燥设备/173

任务实施/179

一、资讯/179

二、决策、计划与实施/179

三、检查/182

四、实施与评估/182

任务二干燥工艺条件的确定/182

工作任务要求/182

技术理论与必备知识/182

一、湿空气的性质与湿度图/182

二、干燥过程的物料衡算/189

三、干燥过程的热量衡算/193

四、干燥速率及其影响因素 /195

五、恒定干燥条件下干燥时间的计算/197

六、干燥操作条件的确定/199

任务实施/200

任务三干燥操作自控方案的确定/201

工作任务要求/201

技术理论与必备知识/201

一、干燥自动控制的目的/201

二、干燥过程中的自动控制变量/201

任务实施/202

一、喷雾干燥器的控制/202

二、滚筒干燥器的控制/203

三、转筒干燥器的控制/203

四、流化床干燥器的控制/204

任务四干燥操作与维护/205

工作任务要求/205

技术理论与必备知识/205

一、厢式干燥器的操作、维护与常见故障处理/205

二、沸腾床(流化床)干燥器的操作、维护与常见故障处理/206

三、喷雾干燥器的操作、维护与常见故障处理/208

四、双锥回转真空干燥器的操作、维护与常见故障处理/209

五、气流干燥器的操作、维护与常见故障处理/210

任务实施/212

一、流化床干燥器的实操训练/212

二、喷雾干燥器的实操训练/213

三、双锥回转真空干燥器的实操训练/215

任务五项目拓展——干燥操作的安全节能技术/216

工作任务要求/216

技术理论与必备知识/216

一、干燥操作的安全技术与管理/216

二、干燥操作的节能途径/219

任务实施/221

一、资讯/221

二、决策、计划与实施/221

三、检查与评估/221

测试题/221

附录/225

一、某些气体的重要物理性质/225

二、某些液体的重要物理性质/225

三、某些固体材料的重要物理性质/227

四、干空气的物理性质(101.3kPa)/228

五、水的物理性质/229

六、饱和水蒸气表(以温度顺序排列)/230

七、饱和水蒸气表(以压强顺序排列)/231

八、某些气体或蒸气的热导率/232

九、某些液体的热导率/234

十、某些固体材料的热导率/235

十一、101.3kPa压强下气体的比热容/236

十二、液体的比热容/237

十三、某些物质的汽化热(蒸发热)/239

十四、无机盐水溶液在101.3kPa下的沸点/240

十五、管壳式热交换器系列标准(摘录)/241

参考文献/245

 

前言

本教材第一版曾获中国石油和化学工业优秀出版物奖·教材类一等奖，第二版是“十二五”职业教育国家规划教材和“十二五”江苏省高等学校重点教材。第二版自2014年出版以来，继续受到了广大读者及全国众多兄弟职业院校师生的广泛认可与厚爱，至今已重印数次，对此我们深表感谢和深感欣慰。

本教材（第三版）是“‘十三五’江苏省高等学校重点教材”建设项目，本次修订主要依据教育部新版《高等职业学校专业教学标准》及化工行业通用岗位职业标准，并积极汲取读者反馈意见，旨在体现行业职业标准与课程教学内容的对接、典型工作过程与教学过程的对接。教材（第三版）在保持第一、第二版教材特色的基础上，完善教材内容的层次设计，优化教学目标尤其是素质培养目标；适当增加相关新技术、新装备及其研究进展介绍；开发与教学内容配套的微课件、2D与3D动画及视频等颗粒化教学资源，并以二维码形式直接植入教材，师生在互联网条件下，通过APP应用软件，采用可移动终端直接扫描二维码，即可观看或使用，实现教材表现形式的创新。

本教材的具体教学项目设计仍采用第二版的教学设计方式，即包括以传热规律为主体的四大单元操作：传热操作与控制、蒸发操作与控制、结晶操作与控制和干燥操作与控制。

本教材仍由常州工程职业技术学院薛叙明教授担任主编，姚培担任副主编。薛叙明负责项目一传热操作与控制及附录的修订和全书的统稿工作；常州工程职业技术学院刘长春、贺新，健雄职业技术学院刘尚莲分别负责项目四干燥操作与控制(刘长春)、项目三结晶操作与控制(贺新)和项目二蒸发操作与控制(刘尚莲)的修订工作；本书所有配套二维码扫描的多媒体课件、动画与视频等素材由姚培和北京东方仿真技术有限公司负责制作与提供。中盐集团常州化工有限公司丁章勇工程师和中山职业技术学院李平辉教授担任本书的主审。常州工程职业技术学院化工原理教研室的李雪莲、刘媛、张晓春等老师参与了审稿。

秉承第二版教材的出版方式，与本教材配套使用的《流体输送与非均相分离技术》和《传质分离技术》也将一并进行修订，并形成完整的系列教材。仍由常州工程职业技术学院薛叙明教授担任总主编，负责整套教材的编写协调工作。

本教材在修订与编写过程中，得到了化学工业出版社及有关单位领导、相关企业工程技术人员和常州工程职业技术学院化工原理教研室老师的大力支持与帮助。同时，参考借鉴了大量国内各类院校的相关教材和文献资料，参考文献名录列于书后。
在此谨向上述各位领导、专家及参考文献作者表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，加之时间仓促，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2019年2月

第一版前言

本教材是化工技术类专业模块化课程教学改革的产物。是对常州工程职业技术学院校本讲义进行整理、提炼，并参照国内相关院校教材和工程手册的基础上编写的。全书分《流体输送与非均相分离技术》、《传热应用技术》和《传质分离技术》三个模块，并以系列教材的形式出版。

整套教材以化工过程单元操作为主线，整合了化工设备、参数测量与控制仪表的相关知识与操作技术，采用了“过程的认识”、“装备的感知”、“操作知识的准备”、“过程操作控制与设备维护”、“安全生产”及“技术应用与知识拓展”等全新的思路组织编写。教材依据高职高专人才培养目标，倡导能力本位，其教学内容的安排更注重与生产实际的结合，并将各类单元操作设备的工艺计算与安全操作等内容重点编入，更加突出了“实用、实际和实践”的高职特色。

全书力求强调学生能力、知识、素质培养的有机统一。以“能”做什么、“会”做什么明确了学生的能力目标；以“掌握”“理解”“了解”三个层次明确了学生的知识目标；并从注重学生的学习方法与创新思维的养成，情感价值观、职业操守的培养，安全节能环保意识的树立和团队合作精神的渗透明确了学生的素质培养目标。

为便于教学和学生对所学内容的掌握理解，在本模块章前设立了学习目标，章后列出较多数量的复习思考题和习题。

整套教材中，除特别指明以外，计量单位统一使用我国的法定计量单位。物理量符号的使用是以在GB 3100～3102—93规定的基础上，尊重习惯表示方法为原则，并在每模块开始前列有“本模块主要符号意义说明”以供查询。设备与材料的规格、型号尽可能采用最新标准，以利于实际应用。

本册教材为《传热应用技术》模块。它包括以传热规律为主体的三大单元操作模块，即换热技术、蒸发技术与干燥技术。本册教材由常州工程职业技术学院薛叙明老师主编，并负责了模块一换热技术及附录的编写和全书的统稿工作，模块二蒸发技术由健雄职业技术学院刘尚莲老师编写，模块三干燥技术由常州工程职业技术学院刘长春老师执笔。湖南化工职业技术学院李平辉副教授担任本书的主审，并提出许多宝贵的修改意见。常州工程职业技术学院化工原理教研室的蒋晓帆、贺新、姜春扬等老师参与了审稿。

本书在编写过程中，还得到了化学工业出版社及有关单位领导和老师的大力支持与帮助，参考借鉴了大量国内各类院校的相关教材和文献资料，参考文献名录列于书后。在此谨向上述各位领导、专家及参考文献作者表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，加之时间仓促，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2008年4月

第二版前言

本系列教材自2008年出版以来，承广大读者及全国众多兄弟职业院校师生的厚爱，被选为化工单元操作及其相关专业核心课程教材或参考书，至今已重印数次；2013年分别被教育部和江苏省教育厅确定为“‘十二五’职业教育国家规划教材”和“‘十二五’江苏省高等学校重点建设教材”。能为我国高等职业教育的发展和高职化工技术类及其相关专业的建设与发展贡献微薄力量，我们感到由衷欣慰。

作为第二版教材，我们在力求保持原有教材特点的基础上，根据教育部《高等职业学校专业教学标准（试行）》目录和读者的反馈意见，对照化工技术类及相关专业人才培养目标及化工行业通用岗位职业标准，对原教材作了必要的修订，并调整了编写思路，整套教材以“项目载体、任务驱动”方式展开，通过“项目导言”情境设计、“工作任务要求”布置、“技术理论与必备知识”介绍、“项目任务实施”安排、“项目任务拓展”的思路组织教学内容，力求实现化工职业岗位典型工作任务与工作过程和课程教学内容与教学过程的有机融合，力求体现本课程教学目标和遵循学生职业成长规律。

本系列教材仍沿用第一版方式，分为《流体输送与非均相分离技术》、《传热应用技术》和《传质分离技术》三个分册，由常州工程职业技术学院薛叙明教授担任总主编，负责整套教材的编写协调工作。

本册为《传热应用技术》分册。其教学项目调整为包括以传热规律为主体的四大单元操作，即传热操作与控制、蒸发操作与控制、结晶操作与控制和干燥操作与控制。本册第二版教材仍由常州工程职业技术学院薛叙明教授担任主编，并负责了项目一传热操作与控制及附录的编写和全书的统稿工作，常州工程职业技术学院刘长春老师和贺新老师、健雄职业技术学院刘尚莲老师参编，并分别负责了项目四干燥操作与控制（刘长春）、项目三结晶操作与控制（贺新）和项目二蒸发操作与控制（刘尚莲）的编写工作。中盐集团常州化工有限公司丁章勇工程师和中山职业技术学院李平辉教授担任本书的主审，并提出许多宝贵的修改意见。常州工程职业技术学院化工原理教研室的刘媛、蒋晓帆等老师参与了审稿。

为方便教学，本书配套有电子教学资源，也可参看教育部高等职业教育教学资源中心（网站：www.cchve.com.cn/hep/portalcourseId_498）。

本教材在修订与编写过程中，得到了化学工业出版社及有关单位领导、工程技术人员和老师的大力支持与帮助，特别是中盐常州化工有限公司生产部副部长丁章勇工程师、常州工程职业技术学院刘媛老师，对本册教材的修订与编写工作也提供了许多支持和帮助。同时，参考借鉴了大量国内各类院校的相关教材和文献资料，参考文献名录列于书后。在此谨向上述各位领导、专家及参考文献作者表示衷心的感谢。

由于编者水平有限，加之时间仓促，不妥之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者

2014年4月