液化天然气装备设计技术
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广东广州
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作者张周卫 等 著
出版社化学工业出版社
ISBN9787122316677
出版时间2018-07
装帧平装
开本16开
定价138元
货号1201713510
上书时间2024-12-16
商品详情
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作者简介
张周卫，兰州交通大学，教授，男，国家“万人计划”领军人才，国家 级创新创业人才，国家科技专家库专家，环境科学博士后，动力工程及工程热物理博士，毕业于西安交通大学能源与动力工程学院制冷及低温工程系，不错工程师，教授，主要从事空间低温制冷技术、压缩机械、真空低温设备、LNG过程控制装备、多股流缠绕管式换热装备、螺旋压缩膨胀制冷机等研究，涉及系统耦合传热及传热数值模拟计算，低温节流减压装置、低温系统换热装备、低温冷屏蔽系统、高超声速飞行器空间低温制冷机理研究等；先后参与北京航空航天大学863系统项目子项目“天然气涡旋压缩机”、清华大学航天航空学院973系统子项目“空间气流组织测试模拟环境室”、总装备部“空间低温红外辐射冷屏蔽系统研究”、真空低温国防重点实验室“空间低温流体流动特性实验研究”、国家重点实验室“空间低温流体自密封加注系统研究”等，先后参与国家 级项目20多项，主持国家自然基金及国家创新基金等6项、甘肃省创新基金4项、甘肃省自然基金等项目4项，与企业合作4项等；主持申报发明专利46项，发表论文30多篇，出版学术专著3部等；带领创新创业团队获得省级二等以上奖励54人次，厅级以上奖励80多人次，2013年入选江苏省启东市“东疆英才扶持计划”，2014年入选“国家创新人才推进计划”，2016年入选国家“特殊人才支持计划”。
目录
第1章绪论
1.1LNG气化器/001
1.2天然气用板翅式换热器/002
1.3天然气用螺旋折流板式换热器/003
1.4天然气用干式空冷器/004
1.5天然气用板式换热器/004
1.6天然气用浮头式换热器/005
1.7天然气用螺旋板式换热器/006
1.8天然气用U形管式换热器/006
1.9天然气用板壳式换热器/007
1.10LNG用燃烧式气化器/008
1.11天然气用缠绕管式换热器/008
1.12天然气用表面蒸发空冷器/008
参考文献/009
第2章LNG气化器的设计计算
2.1LNG气化器设计目的与意义/011
2.2气化器初步设计/012
2.2.1结构设计/012
2.2.2换热管的总换热量/013
2.2.3空气的物性参数/013
2.2.4对流换热系数/014
2.2.5判断设置肋片是否合理/014
2.2.6肋片数的确定/014
2.2.7换热管的换热能力计算/014
2.2.8所需换热管总长/014
2.2.9管子布置/014
2.3液化天然气传热分析/015
2.3.1液化天然气的传热特性/015
2.3.2LNG气化机理分析/015
2.3.3LNG气化特点分析/016
2.3.4两相流与对流沸腾换热分析/016
2.3.5流动沸腾换热/018
2.3.6管外空气侧对流传热分析/019
2.4天然气热物性计算/021
2.4.1气样组成/021
2.4.2泡点和露点的计算/021
2.4.3混合物热物性计算的方法/022
2.4.4气态天然气热物性计算/024
2.5气化器换热计算/026
2.5.1空温式气化器的参数确定与计算/026
2.5.2换热模拟的简化假设/026
2.6考虑结霜情况下气化器的换热计算/033
2.6.1霜层热阻的计算/033
2.6.2翅片管外表面与空气的换热/035
2.6.3翅片管内表面与工质的换热/036
2.6.4结霜工况下LNG空温式气化器整体换热分析/037
参考文献/042
第3章板翅式换热器的设计计算
3.1板翅式换热器的设计概述/043
3.1.1板翅式换热器的发展概况/043
3.1.2板翅式换热器的设计目的及意义/044
3.1.3板翅式换热器的应用/044
3.1.4板翅式换热器的优点/045
3.1.5板翅式换热器的缺点/045
3.2板翅式换热器的结构与传热机理/045
3.2.1翅片的作用与形式/046
3.2.2整体结构/047
3.3板翅式换热器设计计算/048
3.3.1已知参数和其他参数/048
3.3.2热负荷及制冷剂流量计算/048
3.3.3翅片选择与尺寸计算/049
3.3.4流体通道数的排列与计算/051
3.3.5准则数Re、St的计算以及j和f因子的确定/051
3.3.6给热系数α的计算/052
3.3.7翅片效率和表面效率/052
3.3.8对数温差的计算/057
3.3.9传热系数的计算/057
3.3.10传热面积和换热器有效长度的确定/058
3.4板翅式换热器的结构与流体流动阻力/059
3.4.1结构设计/059
3.4.2流体流动阻力的计算/059
3.5板翅式换热器的强度计算/061
3.5.1强度计算方法/061
3.5.2具体强度计算/063
3.5.3换热器板束尺寸计算/064
参考文献/064
第4章螺旋折流板式换热器的设计计算
4.1概述/065
4.2主要技术参数/067
4.2.1选择换热器的类型/067
4.2.2流速及物性参数的确定/067
4.2.3计算总传热系数/068
4.2.4传热管排列和壳体内径的确定/069
4.2.5传热系数的确定/070
4.2.6传热面积的计算/071
4.2.7螺旋折流板的设计计算/072
4.2.8接管的设计计算/073
4.2.9热量核算/074
4.2.10换热器内流体的流动阻力/076
4.3螺旋折流板式换热器的结构设计/077
4.3.1筒体的计算/077
4.3.2封头和管箱的计算/078
4.3.3进出口接管的设计/079
4.3.4接管法兰选择/082
4.3.5接管与筒体、管箱壳体的连接/082
4.3.6接管（或接口）的一般要求/083
4.3.7管板的选择/083
4.3.8换热管/084
4.3.9换热管与管板的连接/085
4.3.10螺旋折流板/086
4.3.11拉杆/087
4.3.12支座/088
4.4螺旋折流板式换热器的强度计算/089
4.4.1设计条件/089
4.4.2结构尺寸参数/089
4.4.3壳体上开孔补强计算/090
4.4.4受压元件材料及数据/092
4.4.5封头、筒体校核计算/092
4.4.6管板计算/093
4.4.7管板的校核/095
4.4.8校核支座/097
4.5换热器的腐蚀、制造与检验/097
4.5.1换热器的腐蚀/097
4.5.2换热器的制造与检验/097
参考文献/099
第5章空气冷却器的设计计算
5.1概述/101
5.1.1换热器背景/101
5.1.2翅片管换热器概述/101
5.1.3空气冷却器的构造和工作原理/101
5.1.4空气冷却器的分类/103
5.1.5空冷与水冷的比较/103
5.2设计依据的标准及主要设计参数/104
5.2.1设计依据的标准/104
5.2.2主要设计参数/105
5.2.3总体设计应考虑的事项/105
5.2.4空冷器的方案计算/107
5.2.5空冷器的选型设计/110
5.2.6空冷器的详细工艺计算/113
5.2.7翅片膜传热系数的计算/114
5.2.8管壁温度的计算和管内膜传热系数的校正/116
5.2.9各项热阻的计算和选取及总传热系数计算/116
5.2.10传热温差和传热面积计算/117
5.3空冷器工艺计算/118
5.3.1管内阻力计算和管外空气阻力计算/118
5.3.2风机功率的计算/120
5.3.3风机的过冬计算和风机的噪声估算/121
5.4空冷器主要部件设计及强度计算/122
5.4.1管箱设计条件/122
5.4.2管箱筒体厚度的计算/123
5.4.3螺栓的选用/124
5.4.4管板厚度计算和法兰厚度的选取/125
5.4.5翅片管与管板的连接/126
5.5参数选型/127
5.5.1翅片管的选取/127
5.5.2配管/127
5.5.3其他附件/128
5.5.4设计结果汇总/129
参考文献/129
第6章板式换热器的设计计算
6.1概述/132
6.1.1板式换热器发展简史/132
6.1.2我国设计制造应用情况/132
6.1.3国外著名厂家及其产品/133
6.2板式换热器的基本构造/137
6.2.1板式换热器的工作原理/137
6.2.2板式换热器的类型/138
6.2.3板式换热器的结构/139
6.2.4板式换热器的流程及附件/140
6.3板式换热器热力计算方法及程序/141
6.3.1计算类型、方法及工程设计一般原则/141
6.3.2计算的类型及方法/141
6.3.3工程设计、计算的一般原则/144
6.4板式换热器的设计计算/145
6.4.1设计条件/145
6.4.2确定物性数据/146
6.4.3板式换热器的设计计算过程/147
6.5板式换热器的优缺点及其应用/149
6.5.1板式换热器的优点/149
6.5.2板式换热器的缺点/150
6.5.3板式换热器的结构技术特点/150
6.5.4板式换热器的应用/151
6.6板式换热器的设计注意问题及优化方向/151
6.6.1板式换热器选型时应注意的问题/151
6.6.2板式换热器的优化设计方向/152
6.6.3板式换热器安装要点/154
参考文献/154
第7章浮头式换热器的设计计算
7.1概述/155
7.1.1浮头式换热器简介/155
7.1.2浮头式换热器优缺点/155
7.2浮头式换热器工艺计算/156
7.2.1原始数据/156
7.2.2定性温度和物性参数计算/156
7.2.3温差计算/157
7.2.4传热量计算/157
7.2.5总传热系数的计算/158
7.2.6计算总传热面积/161
7.2.7换热管数及管长的确定/161
7.2.8换热管排列方式/162
7.2.9压力降的计算/163
7.2.10换热器壁温计算/165
7.3换热器结构设计与强度计算/166
7.3.1壳体与管箱厚度的确定/166
7.3.2换热管的设计计算/167
7.3.3管板设计计算/168
7.3.4折流板的设计计算/170
7.3.5拉杆与定距管的设计计算/171
7.3.6防冲板的选取/172
7.3.7保温层的设计计算/172
7.3.8法兰与垫片的设计计算/172
7.3.9钩圈式浮头的设计计算/173
7.3.10分程隔板的设计计算/175
7.3.11接管的最小位置/175
7.4强度设计/175
7.4.1筒体计算/175
7.4.2前端管箱筒体计算/176
7.4.3前端管箱封头计算/176
7.4.4后端管箱侧封头计算/177
7.5换热器的腐蚀、制造与检验/177
7.5.1换热器的腐蚀/177
7.5.2换热器的制造与检验/178
参考文献/180
第8章螺旋板式换热器的设计计算
8.1概述/182
8.1.1螺旋板换热器的发展概况/182
8.1.2螺旋板换热器的优缺点/183
8.2传热工艺计算/184
8.2.1设计参数及任务/184
8.2.2确定设计方案/184
8.2.3传热量的计算/185
8.2.4螺旋通道与当量直径的计算/186
8.2.5雷诺数Re和普朗特数Pr/187
8.2.6给热系数α的计算/188
8.2.7总传热系数K/190
8.2.8对数平均温差Δtm/190
8.2.9螺旋板换热器传热面积F/191
8.2.10螺旋板的有效换热长度LY/191
8.3几何设计/191
8.3.1螺旋板有效圈数NY/191
8.3.2螺旋板圈数NB/192
8.3.3螺旋体长轴外径D0/192
8.4流体压力降/192
8.4.1第一种计算压力降的方法/193
8.4.2第二种计算压力降的方法/193
8.4.3第三种计算压力降的方法/194
8.4.4确定压力降/195
8.5螺旋板的强度与刚度/195
8.5.1螺旋板的强度/196
8.5.2螺旋板的挠度/197
8.6螺旋板换热器的结构设计/198
8.6.1密封结构/198
8.6.2定距柱尺寸/198
8.6.3换热器外壳/199
8.6.4压力试验/199
8.6.5中心隔板尺寸/200
8.6.6接管/201
8.6.7法兰/202
8.6.8鞍座支座选取及安装位置/203
8.6.9半圆端板/203
8.7螺旋板换热器的稳定性及强度校核/204
8.7.1设备校核/204
8.7.2筒体校核/204
8.7.3壳体接管开孔补强的校核/205
8.8螺旋板式换热器的制造简介/206
8.8.1螺旋板式换热器制造质量的控制/206
8.8.2制造工艺程序/206
参考文献/207
第9章U形管式换热器的设计计算
9.1列管式换热器概述/208
9.2传热工艺计算/209
9.2.1原始数据/209
9.2.2定性温度及物性参数/209
9.2.3传热量与循环水量/210
9.2.4有效平均温差/210
9.2.5管程换热系数计算/210
9.2.6校核流速/211
9.2.7工艺结构尺寸/212
9.2.8壳程换热系数的计算/212
9.2.9总换热系数计算/213
9.2.10折流板/214
9.2.11管壁温度校核计算/215
9.2.12管程压力降校核/216
9.2.13壳程压力降校核/216
9.3结构设计/217
9.3.1壁厚的确定/217
9.3.2管箱圆筒短节设计/218
9.3.3壳体圆筒设计/218
9.3.4封头设计/219
9.3.5换热管设计/222
9.3.6管板设计/224
9.3.7管箱结构设计/229
9.4换热器其他各部件结构/230
9.4.1进出口接管设计/230
9.4.2管板法兰设计/237
9.4.3拉杆与定距管/243
9.4.4防冲与导流/244
9.4.5双壳程结构/245
9.4.6防短路结构/245
9.4.7鞍座/246
参考文献/247
第10章板壳式换热器的设计计算
10.1换热器简介/248
10.1.1换热器概述/248
10.1.2板壳式换热器介绍/249
10.2工艺计算/251
10.2.1设计条件/252
10.2.2换热器板束结构设计/252
10.2.3传热的有关计算/254
10.2.4压力降的计算/258
10.2.5换热器壁温的计算/259
10.2.6接管直径的计算/260
10.2.7换热器的初步选型/261
10.3换热器结构设计与强度计算/261
10.3.1壳体、管箱的设计/261
10.3.2封板的设计/266
10.3.3进出口的设计/267
10.3.4膨胀节的设计/274
10.3.5支持板和拉杆/279
10.3.6防冲与导流的设计/280
10.3.7保温层的设计/281
10.3.8保温层的设计/282
10.3.9支座的设计/283
参考文献/285
第11章燃烧式气化器的设计计算
11.1气化器的介绍/287
11.1.1气化器分类/287
11.1.2LNG的物性/288
11.1.3SCV简介/289
11.2SCV设计实例参数/289
11.2.1换热管结构选择/289
11.2.2设计参数/289
11.3SCV计算过程/290
11.3.1实际换热面积Ac/290
11.3.2管内流体对流传热系数αi/291
11.3.3管外流体对流传热系数α0/293
11.3.4气相、液相传热系数/294
11.3.5气相、液相有效平均温差/295
11.3.6气相、液相理论换热面积/296
11.3.7气相、液相管内压降/297
11.3.8总传热系数/297
11.4扩散燃烧器的设计计算步骤/298
11.4.1计算火孔出口速度/298
11.4.2计算火孔总面积/299
11.4.3盘管和夹套/299
11.4.4烟气盘管设计计算/299
11.4.5燃烧器头部燃气分配管截面积/301
11.4.6燃烧器前燃气所需压力/301
11.4.7节流面积/301
11.5校核计算/302
11.5.1法兰受力分析/302
11.5.2管箱法兰与壳体法兰的受力分析/302
11.5.3操作工况法兰受力分析/303
11.5.4螺栓载荷/304
11.5.5设计参数/304
11.5.6垫片参数/304
11.5.7许用应力与弹性模量/305
11.5.8校核/305
11.5.9法兰力矩/306
11.5.10法兰设计力矩/306
11.5.11管道强度校核/307
11.5.12换热管校核计算/308
参考文献/310
第12章缠绕管式换热器的设计计算
12.1绪论/311
12.1.1研究背景/311
12.1.2国内外研究动态/311
12.1.3在该领域目前存在的问题/312
12.2缠绕管换热器的设计计算/313
12.2.1已知设计参数及有关计算/313
12.2.2缠绕管计算/315
12.2.3结构设计/322
12.2.4强度计算/325
参考文献/340
第13章蒸发式冷凝器的设计计算
13.1概述/343
13.1.1蒸发式冷凝器/343
13.1.2蒸发式冷凝器的优缺点/344
13.2蒸发式冷凝器的设计计算/345
13.2.1设计条件/345
13.2.2物性参数/346
13.2.3估算换热面积/347
13.2.4管程换热系数计算/347
13.2.5结构的初步设计/348
13.2.6壳程换热系数计算/348
13.2.7传热系数计算/348
13.2.8管壁温度校核计算/349
13.2.9管程压降校核计算/349
13.2.10选型设计/350
13.3强度计算/354
13.3.1可卸盖板管箱的计算/354
13.3.2管箱强度校核/355
13.3.3螺栓计算/358
13.4喷淋装置的设计计算/359
13.4.1喷嘴的选择/359
13.4.2喷管的选择与计算/360
13.4.3水泵的选择与计算/361
参考文献/361
致谢
内容摘要
本书主要讲述液化天然气（LNG）及天然气领域内12类通用换热装备的设计计算方法。主要涵盖不同类型换热器的换热工艺计算过程及结构设计过程，包括LNG气化器、板翅式换热器、螺旋折流板式换热器、空气冷却器、板式换热器、浮头式换热器、螺旋板式换热器、U形管式换热器、板壳式换热器、燃烧式气化器、缠绕管式换热器、蒸发式冷凝器12个类别，内含低温换热基础研究与产品设计计算过程。涉及产品可应用于液化天然气、天然气、石油化工、煤化工、空气液化与分离、制冷及低温工程等领域。本书不仅可供从事天然气、液化天然气、化工机械、制冷及低温工程、石油化工、动力工程及工程热物理领域内的研究人员、设计人员、工程技术人员参考，还可供高等学校化工机械、能源化工、石油化工、低温与制冷工程、动力工程等专业的师生参考。
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