热交换器原理与设计

本书是作者根据热交换器的教学、工程设计经验，结合前人长期的工程实践与我国管壳式热交换器的现行有关标准编写的。本书编写的目的首先是考虑到扩宽学生的专业知识面，及提高学生解决工程实际问题的能力的教学改革的需要，同时为广大从事管壳式热交换器设计、制造、检验的工程技术人员提供一部包括管壳式热交换器传热工艺设计、结构设计、强度设计与制造检验验收于一体的具有工程应用特色的参考书。 

本书详细介绍了传热学、流体力学的基本概念，以拓展读者的热交换器理论基础。介绍了工业上应用广泛的管壳式热交换器的设计方法，主要包括其工作原理、传热计算、结构计算、流动阻力计算、强度计算、材料选择，并扼要地对强化传热途径和性能评价作了探讨。同时，书中给出了大量的公式、图表和技术参数，各部分内容都配有实际工程设计计算例题，以解决工业实践和热交换器设计中遇到的实际问题。
本书可作为高等院校工程热物理、能源工程、制冷与低温技术等专业的教材，也可供化工、能源、机械、交通、冶金、动力以及航空航天等领域有关工程技术人员参考。

章绪论
11概述
12热交换器的类型及特点
13热交换器发展及研究方向
131热交换器的发展史
132发展现状
133发展差距
134热交换器研究方向
14热交换器的设计内容
第二章管壳式热交换器的形式与总体结构
21管壳式热交换器的形式及特点
22管壳式热交换器型号的表示法
221型号表示方法
222型号标记示例
23管壳式热交换器的选型
第三章热交换器传热计算及流体阻力计算
31传热计算
311传热计算原理
312传热计算基本方程式
32热交换器的传热设计
321平均温差Δtm
322传热系数K的确定
323对流换热系数的确定
324定性温度的计算
325传热能效ε
33流体阻力计算
331流动状态
332流动阻力
34传热计算步骤
35冷凝器的结构与原理简介
351传热计算
352冷凝器的结构
353冷凝器形式的确定
354冷凝器介质流程的选择
335冷凝器结构设计中的其他问题
第四章管壳式热交换器的结构设计
41管程结构
411管板
412换热管束
413管箱
414分程隔板
42壳程结构
421壳体
422折流板与支持板
423拉杆与定距管
424防短路结构
425壳程分程
426防冲板和导流筒
427滑道
428膨胀节
43其他结构
431接管
432法兰
433支座
第五章热交换器合理设计
51概述
511设计任务
512设计的原始数据
513设计的一般原则
514设计的内容和一般步骤
52管壳式热交换器的标准及参数
521管壳式热交换器的基本参数和型号表示方法
522管壳式热交换器的系列标准
53操作条件的确定
531流速的选取
532介质压力、温度和换热终温的确定
533平均温差的决定
534管程和壳程介质的确定
535管层、壳层换热系数的比较
536管、壳程压降的比较
54管壳式热交换器的部件结构尺寸计算
541管程流通截面积的计算
542壳体直径的确定
543壳程流通截面积的计算
544进出口连接管直径的计算
55管壳式热交换器热应力补偿的问题
551热交换器所受的应力计算
552温差应力计算
553拉脱力计算
554热补偿的方式和措施
56热交换器管束振动的机理及防范措施
561管束振动的机理
562管壳式热交换器防振措施
57热交换器材料的技术要求
571材料的选择
572有效成本材料的选择
573使用中可能的失效模式和破坏
第六章管壳式热交换器的强度计算
61概述
62壳体、封头、法兰和开孔补强
621内压圆筒的厚度设计
622内压封头的厚度设计
623法兰连接设计
624开孔补强计算
63管板计算
631概述
632管板设计计算方法分析
633管板设计计算
64膨胀节设置计算
第七章热交换器的强化传热
71强化传热的原理
711强化传热的途径
712对流强化换热的物理机理
713强化传热的评价
72管程强化传热
721采用异型换热管
722管内安装扰元件
73壳程强化传热
731改变管子外形或在管外加翅片
732改变壳程挡板或管束支撑物形式
第八章管壳式热交换器传热计算示例
81设计方案的确定
82设计计算过程
附录
附录1常用单位制及其换算表
附录2干空气的热物理性质
附录3烟气的热物理性质（p=760mmHg）
附录4气体的热物理性质
附录5干饱和水蒸气的热物理性质
附录6饱和水的热物理性质
附录7几种饱和液体的热物理性质
附录8常用固体材料的热物理性质
附录9流体污垢热阻参考数据（源自GB151）
附录10管壳式热交换器的传热系数范围
附录11壳体、管箱壳体厚度
附录12封头厚度
附录13平盖系数K选择表
附录14管板计算相关查取图
参考文献