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　　热交换系能量转换常见的一种方式，举凡石油化学工业、纺织纤维工业、制药、食品加工业、钢铁、金属加工业、玻璃工业、造纸工业、冷冻空调业到PC电脑散热上，热交换的需求可以说无所不在，因此合理的热交换设计不仅可以满足系统设计的需求，而且可以有效的节省投资与运转成本。本书的构想就是由热流设计出发，内容从基本的热流原理介绍与基本热交换器设计法如UA-LMTD与e-NTU的说明出发，到各种常见的热交换器如气冷式、密集式、壳管式、板式、套管式、直接接触式、再生式热交换器、热管与微通道的热流特性都有深入浅出的介绍；这些热流设计所需的热传、质传、直接接触热传、混合物与两相流的基本知识，本书也有详尽的交代；另外一些热交换设计上的特别主题，如结垢的影响、不均匀流动的效应、狭点设计(pinch technology)、搅拌容器与热交换性能评估，本书都有相当完整的介绍，提供读者合理的设计计算方法并避免冗长的理论说明，另搭配一些实际的深入浅出计算例，让读者掌握设计的核心知识。

作者简介

王启川

学历：大学(1982)、硕士(1984)与博士学位(1989)均于新竹市国立交通大学机械工程系取得
经历：1989年毕业后进入工业技术研究院与能源资源研究所(2005改名为能源与环境研究所)
　　　1998年升任正研究员
　　　2005年升任资深正研究员
　　　主要从事冷冻空调、热交换、两相流、电子散热管理与微细热流应用开发的相关研究工作
　　　曾获得1996年的中国机械工程师学会颁发的优秀青年工程师奖
　　　与1997年工研院颁发的研究成就奖
　　　1999年由于长期的研究成果获得国际肯定
　　　获邀担任国际着名学术期刊Journal of Enhanced Heat Transfer之区域编辑
　　　2003起并获邀担任Heat Transfer Engineering 的副编辑
　　　2005年并荣获美国冷冻空调协会的会士头衔(ASHRAE Fellow)

《流体力学与传热学基础》 内容简介 本书旨在为读者提供流体力学和传热学领域坚实的理论基础与实用的工程应用知识。全书内容涵盖了从基本概念到复杂工程问题的系统性阐述，重点突出物理图像的建立与数学模型的求解，旨在培养读者独立分析和解决工程热物理问题的能力。 第一部分：流体力学基础 本部分首先回顾了流体力学的基本概念，包括流体的定义、粘性、密度、压力和温度等基本物理性质。随后，深入探讨了流体运动的基本定律，包括流体静力学、流线、涡量和应变率等概念。 物质流与控制体分析： 详细介绍了雷诺输运定理（Reynolds Transport Theorem），这是将微分形式的守恒定律应用于有限控制体分析的关键工具。通过对质量守恒（连续性方程）、动量守恒（纳维-斯托克斯方程的推导与简化）和能量守恒在控制体上的应用进行深入剖析，读者将掌握如何建立宏观尺度的流动平衡方程。 无粘流动与伯努利方程： 阐述了欧拉方程的推导，并在此基础上得到了流体力学中最著名的方程之一——伯努利方程。本章通过多个实际案例（如皮托管测量、文丘里管）说明了伯努利方程在理想流体分析中的重要性，并讨论了其适用范围和局限性。 粘性流体流动： 重点讨论了粘性对流体运动的影响。引入了牛顿内摩擦定律和粘性应力张量。对典型的内部流动（圆管中的充分发展牛顿流体流动，如哈根-泊肃叶流动）和外部流动（平板上的边界层理论）进行了详细的分析。边界层理论的引入是连接理想流体理论与实际粘性流动的关键桥梁。 流动相似性与量纲分析： 详述了量纲分析在工程问题中的应用，特别是π定理（Buckingham $pi$ Theorem）。通过无量纲参数（如雷诺数、福禄德数）的构建，读者可以有效地进行物理系统的缩尺试验设计和结果外推。 湍流基础： 介绍了从层流到湍流转变的现象，并对湍流的统计特性（如脉动速度、雷诺应力）进行了初步的探讨。虽然本书不深入复杂的湍流模型，但对湍流混合和动量传递的物理机制进行了必要的描述。 第二部分：传热学基础 本部分系统地介绍了三种基本传热模式：热传导、对流和热辐射。 热传导： 基于傅里叶定律，详细分析了稳态和非稳态热传导问题。对于一维、二维和三维稳态导热，系统地介绍了热阻概念和电类比法。在非稳态导热中，重点讨论了集中容量法和利用泊松积分（Heisler图）解决瞬态导热问题的方法。热扩散方程的推导和求解是本章的核心内容。 对流传热： 对流传热的分析是工程热力学中的难点与重点。本章首先区分了自然对流（浮力驱动）和强制对流（外部流和内部流）。 对流传热的无量纲数： 详细阐述了努塞尔数、佩克莱特数和格拉肖夫数等关键无量纲参数的物理意义，它们是关联传热系数、热物性参数和流动特征的桥梁。 边界层分析： 借鉴流体力学中的边界层概念，对热边界层和湿润边界层进行了分析，推导了涉及皮耳士数（$Nu$）的经验或半经验关系式。 内部流动： 分析了管内强制对流换热，讨论了层流和湍流条件下平均对流换热系数的确定方法。 外部流动： 讨论了平板、圆柱体和球体等典型几何形状表面上的强制对流换热。 热辐射传热： 介绍了热辐射的基本定律，包括黑体辐射定律、斯蒂芬-玻尔兹曼定律和普朗克定律。深入探讨了辐射的几何特性（形状因子）和材料特性（吸收率、反射率、发射率）。重点分析了非黑体之间的辐射换热，特别是针对漫射表面和在真空或非吸收性介质中的辐射交换问题。 传热与流动的耦合： 在最后一部分，本书将流体力学与传热学相结合，探讨了涉及对流和辐射共同作用的复杂问题。例如，在管道中流动的流体的对流加热或冷却，以及高温辐射源周围的传热分析。 应用与方法论： 全书贯穿了工程问题求解的系统性方法。每章均包含大量的例题和习题，这些实例均源于实际的工业过程，例如： 1. 热管原理的初步分析： 基于流体阻力和传热速率的平衡。 2. 换热器基本单元的压力损失估算： 结合流动阻力计算。 3. 复杂结构件的瞬态温度响应分析： 利用非稳态导热模型。 4. 工程设备的辐射屏蔽与热损失评估。 本书的特点在于，它不局限于介绍特定的设备设计方法，而是强调对底层物理机制的深刻理解，为读者未来学习更专业的热力学、流体机械或传热设备设计课程奠定坚实的基础。数学工具的使用是为物理模型服务的，旨在通过严谨的推导，最终将复杂的物理现象转化为可计算的工程参数。

第０章　符号说明
第１章　基本热传与流力简介
第２章　热交换器设计导论
第３章　密集式热交换器
第４章　基本两相热流特性简介
第５章　气冷式热交换器 (干盘管)
第６章　气冷式热交换器 (湿盘管)
第７章　热交换器之性能评价方法
第８章　套管式热交换器
第９章　壳管式热交换器
第10章　板式热交换器
第11章　污垢对热流特性的影响
第12章　热交换制程整合技术
第13章　不均匀流动对热交换器性能的影响
第14章　质量传递之基本介绍
第15章　多成分混合物的冷凝器与蒸发器的热流设计
第16章　直接接触热传递
第17章　冷却水塔
第18章　再生式热交换器
第19章　搅拌容器的热流设计
第20章　热管
第21章　微通道单相流动热传特性
附　录　一些常见的流体、金属与非金属的热物性质

评分☆☆☆☆☆

这本书的“换热器性能测试与评估”章节，给了我很多关于如何量化和验证设计效果的新思路。很多时候，我们设计出了一款换热器，但如何准确地评估它的实际性能，并在运行过程中进行监测，常常是一个挑战。书中详细介绍了各种换热器性能测试的方法和标准，包括热负荷测试、压力降测试、传热系数测试等等。它不仅解释了这些测试的具体操作流程，还深入分析了测试过程中可能遇到的误差来源，以及如何通过数据处理和分析来得出准确的结论。我特别注意到书中关于“换热器效率的动态评估”的内容，它提出了利用在线监测数据，结合数学模型，实时评估换热器运行状态和效率的方法。这对于我们进行设备故障诊断、优化运行参数，以及预测设备维护需求，都提供了非常有价值的技术支持。而且，书中还引用了相关的国际标准和行业规范，这使得我们进行的测试和评估，能够与国际接轨，更具权威性。

评分☆☆☆☆☆

《热交换设计》书中对“换热器材料选择”这一部分的讲解，让我耳目一新。材料是构成换热器的基础，其选择直接关系到设备的成本、性能、以及使用寿命。我一直觉得这部分内容虽然重要，但往往在很多书籍中被一带而过。然而，这本书在这个问题上进行了深入的探讨。它不仅仅是简单地列出各种常用的换热器材料（如碳钢、不锈钢、铜、铝合金、钛合金等），而是详细分析了这些材料在不同介质、不同温度、不同压力下的耐腐蚀性、导热性、机械强度以及成本等方面的优缺点。我尤其欣赏它在讲解过程中，不仅仅停留在宏观的材料性能介绍，还深入到了材料的微观结构和合金成分对性能的影响。比如，对于不锈钢，它详细分析了不同牌号（如304、316L等）在特定腐蚀环境下的适用性，以及为何有些情况下需要选用双相不锈钢或镍基合金。书中还提供了一些根据具体工况条件，选择合适材料的指导性表格和流程图，这对于我们进行换热器设计时，避免材料选择上的误区，做出更经济、更合理的决策，提供了极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

我个人非常欣赏《热交换设计》这本书中，对于“未来热交换技术发展趋势”的展望。在一个快速发展的时代，了解行业的前沿动态至关重要。书中并没有局限于现有的成熟技术，而是对未来可能的发展方向进行了深入的探讨。我尤其关注了它在“微通道换热器”、“热管技术在新型能源领域的应用”，以及“智能化热交换系统”等方面的论述。书中分析了微通道换热器在高效率、小型化、以及集成化方面的潜力，并探讨了它在电子设备散热、新能源汽车等领域的应用前景。对于热管技术，书中不仅介绍了其高效的传热特性，还讨论了如何将其应用于太阳能集热、地热利用、以及废热回收等领域。此外，书中还展望了如何通过人工智能、大数据等技术，实现热交换系统的智能化控制和优化，从而进一步提高能源利用效率，降低运行成本。这种具有前瞻性的分析，让我对接下来的行业发展有了更清晰的认识，也为我自身的学习和研究指明了方向。

评分☆☆☆☆☆

读到书中关于“换热器在特殊介质环境下的设计考量”这一章，我感觉作者的经验非常丰富。在实际工作中，我们接触到的介质种类繁多，有些介质的腐蚀性极强，有些介质的粘度非常高，还有些介质在高温高压下容易发生相变。这些特殊的介质条件，都会对换热器的设计提出严峻的挑战。这本书针对这些情况，进行了详细的论述。例如，在处理强腐蚀性介质时，书中不仅介绍了使用特殊合金材料，还探讨了如何通过优化流体流速、减小湍流强度、以及采用特殊的涂层等方法来延长设备寿命。在处理高粘度介质时，它则深入分析了如何通过增大换热面积、采用特殊的结构设计（如螺旋板换热器、刮板式换热器等）来克服传热系数低和流阻大的问题。书中还提供了不少关于危险介质（如易燃易爆、有毒气体）的换热器设计规范和安全考量，这对于确保设备运行的安全性和可靠性，具有非常重要的指导意义。我个人认为，正是这些对细节和特殊情况的深入分析，才使得这本书的实用性大大提升，能够真正帮助到在复杂工业环境中工作的工程师。

评分☆☆☆☆☆

读到书中关于“换热器管程和壳程的流动阻力计算”这一章节时，我简直是茅塞顿开。之前在工作实践中，我们经常会遇到设备运行一段时间后，压降过大的问题，但具体是哪个环节出了问题，有时候很难精确判断。这本书里详细讲解了不同工况下，管程和壳程内部流体流动的复杂性，以及如何通过详细的公式和图表来精确计算流动阻力。它不仅仅是给出了一个计算公式，而是深入剖析了流体在通过不同形状的通道、遇到的各种阻碍（比如换热管、挡板、分布板等等）时，能量损失的产生机制。我特别关注了它对湍流和层流状态下阻力系数的推导和比较，这对于我们选择合适的流体流速、优化设备内部结构，从而达到降低能耗、提高运行效率的目的，具有非常直接的指导意义。书中还给出了大量的实例，通过实际数据来验证理论计算的准确性，并且针对一些常见的异常情况，比如结垢、堵塞等，也给出了相应的分析和对策建议。这种理论与实践紧密结合的方式，让我感觉这本书不仅仅是一本教材，更像是一位经验丰富的工程师在分享他的宝贵经验。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于“翅片式换热器翅片几何参数对传热性能的影响”的论述印象非常深刻。在很多应用中，翅片的设计是影响换热器整体效率的关键因素之一。我一直对不同形状、不同厚度、不同间距的翅片是如何影响空气侧的对流换热系数感到好奇。这本书用非常严谨的数学模型和大量的仿真数据，将这些影响因素一一剖析。它不仅解释了为什么矩形翅片、波纹翅片、条形翅片在不同工况下会有不同的表现，还详细分析了翅片表面的粗糙度、翅片根部的厚度等微小细节对整体传热量的影响。最令我惊喜的是，书中还提供了一些优化翅片设计的通用准则和建议，以及如何利用数值模拟软件来快速评估不同翅片参数组合下的换热效果。这对于我们进行新产品的研发设计，或者对现有设备进行性能升级，都提供了非常宝贵的参考依据。我尤其欣赏作者在讲解过程中，并没有回避一些复杂的数学推导，而是将这些推导过程清晰地呈现出来，让读者能够理解其背后的物理原理，而不是仅仅停留在结果层面。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就让人眼睛一亮，那种简洁的线条勾勒出复杂的热交换器结构，搭配上沉稳的蓝色和一点点的橙色点缀，整体散发出一种专业又不失艺术感的氛围。我刚拿到手的时候，就迫不及待地翻阅了一下目录，虽然还没有深入阅读，但光是标题就足以引起我对相关领域知识的浓厚兴趣。它似乎涵盖了从基础理论到实际应用的方方面面，像是一个精心构建的知识体系，让人一看就知道作者在内容编排上下了很大的功夫。特别是其中一些章节的副标题，比如“高效率热交换器的流场模拟优化”或者“多相流热交换过程的传热机理解析”，听起来就充满了挑战性和前沿性，让我对接下来的阅读充满了期待。我本身从事相关行业，一直希望能找到一本能够系统性地梳理和深化我已有知识的书籍，这本书的目录给我一种“就是它了”的感觉。而且，我注意到书中还引用了不少最新的研究成果和案例分析，这对于我们这些在实际工作中需要不断学习更新知识的从业者来说，无疑是极大的福音。它不是那种干巴巴的理论堆砌，而是将理论与实践紧密结合，这对于理解复杂的工程问题非常有帮助。总而言之，从封面和目录来看，这本书的专业度和深度都相当可观，我非常有信心它会成为我案头必备的参考书。

评分☆☆☆☆☆

《热交换设计》这本书在“强化传热技术”这一章的内容，给我带来了很多启发。在工业生产中，提高传热速率、减小设备体积、降低能耗是永恒的追求。而强化传热技术正是实现这些目标的重要手段。我之前对一些强化传热技术，比如插入件、涡流发生器、以及表面改性等，有一些零散的了解，但一直缺乏一个系统性的梳理。这本书则将这些技术进行了归纳总结，并详细介绍了它们的作用机理、应用范围、以及在不同类型的换热器中的实现方式。特别是在讲解“插入件强化传热”时，书中不仅列举了各种不同形状的插入件（如螺旋形、叶片形、网格形等），还分析了它们如何通过改变流体流动的路径、增加湍流强度、以及诱导二次流来达到强化传热的目的。更重要的是，书中还提供了相关的实验数据和工程案例，说明了在实际应用中，使用这些技术能够带来的换热效率提升幅度。这对于我们在设计新型换热器或改造现有设备时，如何选择最适合的强化传热技术，提供了非常清晰的思路和决策依据。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《热交换设计》之后，我最先被吸引的是它在排版和图示方面所展现出的细腻之处。你知道，很多专业书籍，尤其是工程类的，常常因为图表不够清晰、文字排版过于密集而让读者望而却步。但这本书在这方面做得相当出色。每一个原理图、每一个工程实例的示意图，都绘制得非常规范、清晰，甚至在一些关键的细节部分还配有放大图，这对于理解复杂的结构和工作原理至关重要。我特别喜欢它在讲解不同类型热交换器时，所配的详细剖视图和三维模型示意，这让我在脑海中能够更直观地构建出这些设备的三维影像，理解它们内部的流道设计、翅片结构等是如何影响传热效率的。文字部分，虽然是专业术语较多，但作者采用了多种粗细、颜色对比的排版方式，将重要的公式、定义、以及关键结论突出显示，使得阅读过程中不会轻易漏掉重点。这种细致入微的排版，无疑大大提升了阅读的舒适度和效率，让我在面对相对枯燥的专业知识时，也能保持良好的阅读状态。我个人认为，一本优秀的专业书籍，不仅在于内容的深度和广度，还在于它能否以最易于理解的方式将知识传达给读者，而这本书在这方面无疑做到了。

评分☆☆☆☆☆

我对于书中关于“换热器结垢与清洗”部分的论述，感到非常实用和贴切。结垢问题是几乎所有换热器运行中都会遇到的棘手难题，它不仅会降低换热效率，还会增加运行阻力，缩短设备寿命，甚至导致设备损坏。这本书没有回避这一现实问题，而是给予了充分的重视。它详细分析了不同介质在换热器中容易产生结垢的机理，比如水垢、油泥、生物黏泥等等，并且根据不同的结垢类型，给出了相应的预防措施和清洗方法。我特别关注了它在“化学清洗”部分，对不同清洗剂的适用性、清洗过程中的注意事项，以及清洗后的效果评估，都做了非常详尽的阐述。此外，书中还介绍了一些在线清洗技术和预警系统，这对于我们如何从源头上预防结垢，以及如何及时发现并处理结垢问题，提供了很多创新的思路。总的来说，这一章的内容，真正从工程实际出发，解决了我们在日常运维中经常会遇到的痛点，让我觉得这本书的价值远不止于理论设计层面，它对设备的长期稳定运行也同样重要。