強化傳熱新技術及其應用

　　主要內容本書介紹了強化傳熱技術的基礎理論、國內外近年來一些研究成果和最新進展，詳細地介紹了螺旋槽紋管、旋流管、波紋管、內插物及其他新型強化新技術的強化傳熱機理及應用，凝結換熱的強化傳熱方法、強化傳熱在車輛冷卻傳熱、動力工程、化工工程和其他工程中的應用等內容。 本書可供化工、石化、化工設備、熱能動力、輕工、暖通空調等部門的工程技術人員及設計人員參考，也可作為大學本科、研究生的學習參考資料。 本書前言自20世紀70年代初石油危機爆發(fā)以來，以能源為中心的環(huán)境、生態(tài)和社會經(jīng)濟問題日益加劇。世界各國充分認識到節(jié)能的重要意義，能源的合理利用已成為當今世界各國應如何良性發(fā)展工業(yè)的核心問題，各種節(jié)能技術如雨后春筍般竟相出現(xiàn)。迄今為止，強化傳熱技術在化工、動力、核能、制冷、石油及至國防工業(yè)等領域中得到廣泛應用，國內外公開發(fā)表的論文和研究報告超過6000篇，獲得了數(shù)百項專利，已發(fā)展成為成熟的第二代傳熱技術。由于科學技術的飛速發(fā)展和能源的嚴重短缺，不斷向強化傳熱提出了新的要求，因此強化傳熱研究的深度和廣度日益擴大并向新的領域滲透和發(fā)展。世界各主要工業(yè)國都對此進行了大量的研究開發(fā)工作，力圖建立強化傳熱新理論，并在新理論的指導下，開發(fā)第三代傳熱技術，包括傳熱傳質過程控制和復合強化技術，并取得了許多成果。 本書正是作者總結本人的研究成果并收集了國內外大量最新資料整理編寫而成的，包括最新出現(xiàn)的一些新管型的強化傳熱機理及其在工程上的應用、復雜通道中的強化傳熱問題、凝結換熱的強化傳熱新方法以及強化傳熱在車輛冷卻傳熱中的應用等內容。書介介紹了國內外換熱器強化傳熱技術的最新進展和工業(yè)應用，闡明了各種強化傳熱新技術的機理，研討了在工業(yè)中采用強化傳熱技術時應有的綜合考慮，并附有工程實例、應用現(xiàn)狀及展望，旨在給我國能源領域的學生和科技人員提供最新的前沿知識，使他們的知識及時得到補充與更新。本書內容新穎，而且結合作者的科研成果編寫而成，大多數(shù)論文已發(fā)表在國內外重要刊物上，且部分論文已被SCI、EI、ISTP國際三大檢索收錄。 本書可供化工、石化、熱能動力、化工設備、輕工等部門從事傳熱、節(jié)能、換熱設備工作的專家、工程師以及研究院所的設計人員參考；對相應專業(yè)大學本科、研究生亦有相當?shù)膮⒖純r值。 全書編寫分工如下：彭培英編寫第1章、第2章、第6章、第9章和第10章；崔海亭編寫第3章至第5章、第7章和第8章。全書由彭培英統(tǒng)稿，郭彥書、王振輝審定。 在撰寫過程中，北京工業(yè)大學吳玉庭博士后、北京航空航天大學丁立副教授提出了許多寶貴意見，得到了彭寶成教授及許多同事和同行的鼓勵和支持；書中引用了作者攻讀博士和碩士學位期間所在單位研究集體以及許多同行的工作成果。作者謹在此一并表示誠摯的感謝。本書的出版得到河北省教育廳學術著作出版基金及河北科技大學學術著作出版基金資助，特此表示感謝。 由于作者水平有限，且強化傳熱技術發(fā)展迅速，創(chuàng)新不斷，書中的不妥之處在所難免，懇切希望讀者不吝批評、指正。 編者2005年5月2 本書目錄22螺旋槽紋管應力分析研究67 223螺旋槽紋管結垢問題67 23選用螺旋槽紋管經(jīng)驗計算式問題的探討68 231常用的螺旋槽紋管傳熱及阻力特性經(jīng)驗計算式68 232螺旋槽紋管換熱和阻力系數(shù)各經(jīng)驗公式計算結果的 分析與評述71 24螺旋槽紋管管內紊流流動與換熱數(shù)值研究74 241單頭螺旋槽紋管管內流動與換熱數(shù)值研究74 242多頭螺旋槽紋管管內流動與換熱數(shù)值研究76 243單頭螺旋槽紋管管內流動和換熱的數(shù)值模擬 舉例78 244數(shù)值模擬展望82 參考文獻83 第3章旋流管管內換熱與阻力實驗研究87 31旋流管結構及特點87 32旋流管管型的選擇88 33管內換熱實驗裝置及實驗數(shù)據(jù)的處理88 331實驗原理88 332實驗數(shù)據(jù)的處理90 34旋流管內阻力實驗研究96 341實驗裝置96 342實驗數(shù)據(jù)的處理96 35旋流管管內對流換熱與阻力的實驗研究結果分析100 351旋流管管內強化傳熱機理探討100 352結構參數(shù)對傳熱與流阻性能的影響102 36旋流管與同類型高效傳熱管性能參數(shù)對比105 361對過去部分實驗數(shù)據(jù)的重新整理105 362統(tǒng)一關聯(lián)式的整理105 363螺旋槽紋管傳熱與阻力實驗關聯(lián)式綜述106 364旋流管與螺旋槽紋管管內換熱公式之間比較107 365旋流管與螺旋槽紋管管內阻力系數(shù)公式之間的 比較109 366旋流管與光管及國內外同類型高效傳熱管性能 參數(shù)的對比109 37旋流管的優(yōu)化設計113 371強化管的傳熱特性與阻力特性114 372強化傳熱管的性能評價方法115 373優(yōu)化設計的計算方法116 374優(yōu)化設計計算結果分析121 375優(yōu)化設計結果的驗證122 38旋流管式換熱器的實驗研究123 381對流傳熱系數(shù)的分離方法124 382三種不同換熱器的實驗數(shù)據(jù)處理126 383全不銹鋼旋流管式激光冷卻器的實驗研究126 384旋流管式機油冷卻器性能實驗數(shù)據(jù)處理130 385旋流管式燃油預熱器性能實驗數(shù)據(jù)處理132 參考文獻135 第4章波紋管強化傳熱技術及應用138 41波紋管強化傳熱機理138 411提高換熱器傳熱系數(shù)的方法138 412波紋換熱管強化傳熱機理140 42波紋管換熱器的結構和特點141 421波紋管結構141 422波紋管換熱器的特點142 43波紋管傳熱與阻力性能實驗及分析146 431管程傳熱與阻力性能實驗及分析146 432殼程傳熱與阻力性能實驗與分析147 44波紋管換熱器設計中的幾個問題149 45波紋管換熱器的設計153 451換熱器型號表示方法153 452波紋管換熱器的簡便設計方法153 46波紋管換熱器的應用舉例156 461波紋管換熱器在供熱工程中的應用156 462波紋管換熱器在化工系統(tǒng)中的應用157 參考文獻160 第5章其他異形強化管換熱器研究與應用162 51橫紋槽管式換熱器研究與應用162 511橫紋管的結構162 512橫紋管強化傳熱機理164 513橫紋管換熱器設計方法167 514橫紋管應用示例169 52螺旋扁管換熱器傳熱與流阻性能研究及應用171 521螺旋扁管換熱器的結構172 522螺旋扁管換熱器的優(yōu)點172 523螺旋扁管換熱器的制造173 524螺旋扁管換熱器傳熱阻力性能174 525螺旋扁管換熱器的工業(yè)應用實例177 53縮放管換熱器傳熱與流阻性能研究及應用180 531縮放管換熱器的結構181 532縮放管換熱器傳熱阻力性能182 533縮放管換熱器應用實例183 54變截面管換熱器傳熱與阻力性能186 541變截面管換熱器的結構186 542變截面管換熱器的優(yōu)點188 543變截面管換熱器傳熱阻力性能188 55空心環(huán)管殼式換熱器研究與應用192 551空心環(huán)管殼式換熱器結構特點192 552空心環(huán)管殼式換熱器的使用特點194 553空心環(huán)管殼式換熱器的應用195 56螺旋折流板換熱器研究與應用197 561螺旋折流板換熱器的結構198 562螺旋折流換熱器的特點199 563螺旋折流板換熱器傳熱與阻力性能201 564螺旋折流板換熱器的工業(yè)應用實例202 57螺旋橢圓扁管換熱器203 58旋扭和交叉的強化管206 59復合強化傳熱技術208 591螺旋槽管與扭帶的復合強化傳熱技術208 592螺旋槽管與旋流器、扭帶、彈簧條的復合強化 傳熱技術212 593黏性流體管內復合強化傳熱215 594振動復合強化傳熱217 參考文獻219 第6章內插物的強化傳熱研究與應用222 61內插物的種類及性能222 611扭帶222 612螺旋線圈224 613繞花絲內插物229 614螺旋彈簧232 615靜態(tài)混合器235 62常用內插物綜合強化換熱性能評價239 63內插物工業(yè)應用實例241 631CT插入物的應用實例241 632靜態(tài)混合器應用舉例244 633繞花絲換熱器應用舉例246 參考文獻247 第7章相變換熱的強化傳熱方法250 71凝結換熱的強化250 711管外凝結傳熱的強化252 712管內凝結傳熱強化管260 72沸騰傳熱的強化265 721沸騰傳熱技術的研究266 722沸騰傳熱強化技術的發(fā)展269 723池沸騰強化傳熱技術270 724流動沸騰強化傳熱技術271 725幾種典型工業(yè)用沸騰傳熱強化管及其性能275 參考文獻282 第8章車輛中的強化傳熱技術284 81車輛用換熱器的形式284 82車輛用換熱器的強化傳熱表面285 821管式傳熱表面285 822翅片管式傳熱表面286 823板翅式傳熱表面292 參考文獻293 第9章強化傳熱技術在動力工程中的應用294 91不銹鋼波螺旋槽管凝汽器在電廠的應用294 92螺旋槽管強化傳熱在鍋爐空氣預熱器中的應用298 921螺旋槽管在燃煤鍋爐空氣預熱器中的應用 之一298 922螺旋槽管在燃煤鍋爐空氣預熱器中的應用 之二300 923螺旋槽管在燃煤鍋爐空氣預熱器中的應用之三302 93電站冷油器的運行分析與強化傳熱研究304 94強化傳熱技術在高低壓回熱加熱器中的應用307 參考文獻307 第10章強化傳熱技術在制冷化工工程中的應用309 101強化傳熱在制冷工程中的應用309 1011整體針翅管和螺旋扭曲管在制冷機換熱器中的 應用309 1012改進型折流桿換熱器用于冰機系統(tǒng)的氨冷 凝器312 1013緊湊式換熱器在制冷技術中的應用315 1014R134a表面增強型蒸發(fā)強化傳熱管的傳熱 性能319 1015鎳合金強化傳熱管在溴化鋰制冷機中的 應用322 102強化傳熱在化工工程中的應用323 1021高效節(jié)能換熱器在氮肥工業(yè)中的應用323 1022鋁多孔表面換熱管強化沸騰換熱的研究及其 工業(yè)應用326 103螺旋隔板花瓣管換熱器在石化行業(yè)中的應用 329 1031螺旋隔板花瓣管換熱器的傳熱強化 研究329 1032螺旋隔板花瓣管換熱器在石化行業(yè)中的 應用331 參考文獻332

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