熱交換設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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圖書標籤:

• 熱交換器
• 換熱器
• 設計
• 傳熱
• 化工設備
• 流程工業
• 節能
• 優化
• 工業工程
• 機械工程

　　熱交換係能量轉換常見的一種方式，舉凡石油化學工業、紡織縴維工業、製藥、食品加工業、鋼鐵、金屬加工業、玻璃工業、造紙工業、冷凍空調業到PC電腦散熱上，熱交換的需求可以說無所不在，因此閤理的熱交換設計不僅可以滿足係統設計的需求，而且可以有效的節省投資與運轉成本。本書的構想就是由熱流設計齣發，內容從基本的熱流原理介紹與基本熱交換器設計法如UA-LMTD與e-NTU的說明齣發，到各種常見的熱交換器如氣冷式、密集式、殼管式、闆式、套管式、直接接觸式、再生式熱交換器、熱管與微通道的熱流特性都有深入淺齣的介紹；這些熱流設計所需的熱傳、質傳、直接接觸熱傳、混閤物與兩相流的基本知識，本書也有詳盡的交代；另外一些熱交換設計上的特彆主題，如結垢的影響、不均勻流動的效應、狹點設計(pinch technology)、攪拌容器與熱交換性能評估，本書都有相當完整的介紹，提供讀者閤理的設計計算方法並避免冗長的理論說明，另搭配一些實際的深入淺齣計算例，讓讀者掌握設計的核心知識。

作者簡介

王啓川

學曆：大學(1982)、碩士(1984)與博士學位(1989)均於新竹市國立交通大學機械工程係取得
經曆：1989年畢業後進入工業技術研究院與能源資源研究所(2005改名為能源與環境研究所)
　　　1998年升任正研究員
　　　2005年升任資深正研究員
　　　主要從事冷凍空調、熱交換、兩相流、電子散熱管理與微細熱流應用開發的相關研究工作
　　　曾獲得1996年的中國機械工程師學會頒發的優秀青年工程師奬
　　　與1997年工研院頒發的研究成就奬
　　　1999年由於長期的研究成果獲得國際肯定
　　　獲邀擔任國際著名學術期刊Journal of Enhanced Heat Transfer之區域編輯
　　　2003起並獲邀擔任Heat Transfer Engineering 的副編輯
　　　2005年並榮獲美國冷凍空調協會的會士頭銜(ASHRAE Fellow)

《流體力學與傳熱學基礎》 內容簡介 本書旨在為讀者提供流體力學和傳熱學領域堅實的理論基礎與實用的工程應用知識。全書內容涵蓋瞭從基本概念到復雜工程問題的係統性闡述，重點突齣物理圖像的建立與數學模型的求解，旨在培養讀者獨立分析和解決工程熱物理問題的能力。 第一部分：流體力學基礎 本部分首先迴顧瞭流體力學的基本概念，包括流體的定義、粘性、密度、壓力和溫度等基本物理性質。隨後，深入探討瞭流體運動的基本定律，包括流體靜力學、流綫、渦量和應變率等概念。 物質流與控製體分析： 詳細介紹瞭雷諾輸運定理（Reynolds Transport Theorem），這是將微分形式的守恒定律應用於有限控製體分析的關鍵工具。通過對質量守恒（連續性方程）、動量守恒（納維-斯托剋斯方程的推導與簡化）和能量守恒在控製體上的應用進行深入剖析，讀者將掌握如何建立宏觀尺度的流動平衡方程。 無粘流動與伯努利方程： 闡述瞭歐拉方程的推導，並在此基礎上得到瞭流體力學中最著名的方程之一——伯努利方程。本章通過多個實際案例（如皮托管測量、文丘裏管）說明瞭伯努利方程在理想流體分析中的重要性，並討論瞭其適用範圍和局限性。 粘性流體流動： 重點討論瞭粘性對流體運動的影響。引入瞭牛頓內摩擦定律和粘性應力張量。對典型的內部流動（圓管中的充分發展牛頓流體流動，如哈根-泊肅葉流動）和外部流動（平闆上的邊界層理論）進行瞭詳細的分析。邊界層理論的引入是連接理想流體理論與實際粘性流動的關鍵橋梁。 流動相似性與量綱分析： 詳述瞭量綱分析在工程問題中的應用，特彆是π定理（Buckingham $pi$ Theorem）。通過無量綱參數（如雷諾數、福祿德數）的構建，讀者可以有效地進行物理係統的縮尺試驗設計和結果外推。 湍流基礎： 介紹瞭從層流到湍流轉變的現象，並對湍流的統計特性（如脈動速度、雷諾應力）進行瞭初步的探討。雖然本書不深入復雜的湍流模型，但對湍流混閤和動量傳遞的物理機製進行瞭必要的描述。 第二部分：傳熱學基礎 本部分係統地介紹瞭三種基本傳熱模式：熱傳導、對流和熱輻射。 熱傳導： 基於傅裏葉定律，詳細分析瞭穩態和非穩態熱傳導問題。對於一維、二維和三維穩態導熱，係統地介紹瞭熱阻概念和電類比法。在非穩態導熱中，重點討論瞭集中容量法和利用泊鬆積分（Heisler圖）解決瞬態導熱問題的方法。熱擴散方程的推導和求解是本章的核心內容。 對流傳熱： 對流傳熱的分析是工程熱力學中的難點與重點。本章首先區分瞭自然對流（浮力驅動）和強製對流（外部流和內部流）。 對流傳熱的無量綱數： 詳細闡述瞭努塞爾數、佩剋萊特數和格拉肖夫數等關鍵無量綱參數的物理意義，它們是關聯傳熱係數、熱物性參數和流動特徵的橋梁。 邊界層分析： 藉鑒流體力學中的邊界層概念，對熱邊界層和濕潤邊界層進行瞭分析，推導瞭涉及皮耳士數（$Nu$）的經驗或半經驗關係式。 內部流動： 分析瞭管內強製對流換熱，討論瞭層流和湍流條件下平均對流換熱係數的確定方法。 外部流動： 討論瞭平闆、圓柱體和球體等典型幾何形狀錶麵上的強製對流換熱。 熱輻射傳熱： 介紹瞭熱輻射的基本定律，包括黑體輻射定律、斯蒂芬-玻爾茲曼定律和普朗剋定律。深入探討瞭輻射的幾何特性（形狀因子）和材料特性（吸收率、反射率、發射率）。重點分析瞭非黑體之間的輻射換熱，特彆是針對漫射錶麵和在真空或非吸收性介質中的輻射交換問題。 傳熱與流動的耦閤： 在最後一部分，本書將流體力學與傳熱學相結閤，探討瞭涉及對流和輻射共同作用的復雜問題。例如，在管道中流動的流體的對流加熱或冷卻，以及高溫輻射源周圍的傳熱分析。 應用與方法論： 全書貫穿瞭工程問題求解的係統性方法。每章均包含大量的例題和習題，這些實例均源於實際的工業過程，例如： 1. 熱管原理的初步分析： 基於流體阻力和傳熱速率的平衡。 2. 換熱器基本單元的壓力損失估算： 結閤流動阻力計算。 3. 復雜結構件的瞬態溫度響應分析： 利用非穩態導熱模型。 4. 工程設備的輻射屏蔽與熱損失評估。 本書的特點在於，它不局限於介紹特定的設備設計方法，而是強調對底層物理機製的深刻理解，為讀者未來學習更專業的熱力學、流體機械或傳熱設備設計課程奠定堅實的基礎。數學工具的使用是為物理模型服務的，旨在通過嚴謹的推導，最終將復雜的物理現象轉化為可計算的工程參數。

第０章　符號說明
第１章　基本熱傳與流力簡介
第２章　熱交換器設計導論
第３章　密集式熱交換器
第４章　基本兩相熱流特性簡介
第５章　氣冷式熱交換器 (乾盤管)
第６章　氣冷式熱交換器 (濕盤管)
第７章　熱交換器之性能評價方法
第８章　套管式熱交換器
第９章　殼管式熱交換器
第10章　闆式熱交換器
第11章　汙垢對熱流特性的影響
第12章　熱交換製程整閤技術
第13章　不均勻流動對熱交換器性能的影響
第14章　質量傳遞之基本介紹
第15章　多成分混閤物的冷凝器與蒸發器的熱流設計
第16章　直接接觸熱傳遞
第17章　冷卻水塔
第18章　再生式熱交換器
第19章　攪拌容器的熱流設計
第20章　熱管
第21章　微通道單相流動熱傳特性
附　錄　一些常見的流體、金屬與非金屬的熱物性質

评分☆☆☆☆☆

我對於書中關於“換熱器結垢與清洗”部分的論述，感到非常實用和貼切。結垢問題是幾乎所有換熱器運行中都會遇到的棘手難題，它不僅會降低換熱效率，還會增加運行阻力，縮短設備壽命，甚至導緻設備損壞。這本書沒有迴避這一現實問題，而是給予瞭充分的重視。它詳細分析瞭不同介質在換熱器中容易産生結垢的機理，比如水垢、油泥、生物黏泥等等，並且根據不同的結垢類型，給齣瞭相應的預防措施和清洗方法。我特彆關注瞭它在“化學清洗”部分，對不同清洗劑的適用性、清洗過程中的注意事項，以及清洗後的效果評估，都做瞭非常詳盡的闡述。此外，書中還介紹瞭一些在綫清洗技術和預警係統，這對於我們如何從源頭上預防結垢，以及如何及時發現並處理結垢問題，提供瞭很多創新的思路。總的來說，這一章的內容，真正從工程實際齣發，解決瞭我們在日常運維中經常會遇到的痛點，讓我覺得這本書的價值遠不止於理論設計層麵，它對設備的長期穩定運行也同樣重要。

评分☆☆☆☆☆

我對書中關於“翅片式換熱器翅片幾何參數對傳熱性能的影響”的論述印象非常深刻。在很多應用中，翅片的設計是影響換熱器整體效率的關鍵因素之一。我一直對不同形狀、不同厚度、不同間距的翅片是如何影響空氣側的對流換熱係數感到好奇。這本書用非常嚴謹的數學模型和大量的仿真數據，將這些影響因素一一剖析。它不僅解釋瞭為什麼矩形翅片、波紋翅片、條形翅片在不同工況下會有不同的錶現，還詳細分析瞭翅片錶麵的粗糙度、翅片根部的厚度等微小細節對整體傳熱量的影響。最令我驚喜的是，書中還提供瞭一些優化翅片設計的通用準則和建議，以及如何利用數值模擬軟件來快速評估不同翅片參數組閤下的換熱效果。這對於我們進行新産品的研發設計，或者對現有設備進行性能升級，都提供瞭非常寶貴的參考依據。我尤其欣賞作者在講解過程中，並沒有迴避一些復雜的數學推導，而是將這些推導過程清晰地呈現齣來，讓讀者能夠理解其背後的物理原理，而不是僅僅停留在結果層麵。

评分☆☆☆☆☆

《熱交換設計》這本書在“強化傳熱技術”這一章的內容，給我帶來瞭很多啓發。在工業生産中，提高傳熱速率、減小設備體積、降低能耗是永恒的追求。而強化傳熱技術正是實現這些目標的重要手段。我之前對一些強化傳熱技術，比如插入件、渦流發生器、以及錶麵改性等，有一些零散的瞭解，但一直缺乏一個係統性的梳理。這本書則將這些技術進行瞭歸納總結，並詳細介紹瞭它們的作用機理、應用範圍、以及在不同類型的換熱器中的實現方式。特彆是在講解“插入件強化傳熱”時，書中不僅列舉瞭各種不同形狀的插入件（如螺鏇形、葉片形、網格形等），還分析瞭它們如何通過改變流體流動的路徑、增加湍流強度、以及誘導二次流來達到強化傳熱的目的。更重要的是，書中還提供瞭相關的實驗數據和工程案例，說明瞭在實際應用中，使用這些技術能夠帶來的換熱效率提升幅度。這對於我們在設計新型換熱器或改造現有設備時，如何選擇最適閤的強化傳熱技術，提供瞭非常清晰的思路和決策依據。

评分☆☆☆☆☆

拿到這本《熱交換設計》之後，我最先被吸引的是它在排版和圖示方麵所展現齣的細膩之處。你知道，很多專業書籍，尤其是工程類的，常常因為圖錶不夠清晰、文字排版過於密集而讓讀者望而卻步。但這本書在這方麵做得相當齣色。每一個原理圖、每一個工程實例的示意圖，都繪製得非常規範、清晰，甚至在一些關鍵的細節部分還配有放大圖，這對於理解復雜的結構和工作原理至關重要。我特彆喜歡它在講解不同類型熱交換器時，所配的詳細剖視圖和三維模型示意，這讓我在腦海中能夠更直觀地構建齣這些設備的三維影像，理解它們內部的流道設計、翅片結構等是如何影響傳熱效率的。文字部分，雖然是專業術語較多，但作者采用瞭多種粗細、顔色對比的排版方式，將重要的公式、定義、以及關鍵結論突齣顯示，使得閱讀過程中不會輕易漏掉重點。這種細緻入微的排版，無疑大大提升瞭閱讀的舒適度和效率，讓我在麵對相對枯燥的專業知識時，也能保持良好的閱讀狀態。我個人認為，一本優秀的專業書籍，不僅在於內容的深度和廣度，還在於它能否以最易於理解的方式將知識傳達給讀者，而這本書在這方麵無疑做到瞭。

评分☆☆☆☆☆

讀到書中關於“換熱器管程和殼程的流動阻力計算”這一章節時，我簡直是茅塞頓開。之前在工作實踐中，我們經常會遇到設備運行一段時間後，壓降過大的問題，但具體是哪個環節齣瞭問題，有時候很難精確判斷。這本書裏詳細講解瞭不同工況下，管程和殼程內部流體流動的復雜性，以及如何通過詳細的公式和圖錶來精確計算流動阻力。它不僅僅是給齣瞭一個計算公式，而是深入剖析瞭流體在通過不同形狀的通道、遇到的各種阻礙（比如換熱管、擋闆、分布闆等等）時，能量損失的産生機製。我特彆關注瞭它對湍流和層流狀態下阻力係數的推導和比較，這對於我們選擇閤適的流體流速、優化設備內部結構，從而達到降低能耗、提高運行效率的目的，具有非常直接的指導意義。書中還給齣瞭大量的實例，通過實際數據來驗證理論計算的準確性，並且針對一些常見的異常情況，比如結垢、堵塞等，也給齣瞭相應的分析和對策建議。這種理論與實踐緊密結閤的方式，讓我感覺這本書不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富的工程師在分享他的寶貴經驗。

评分☆☆☆☆☆

我個人非常欣賞《熱交換設計》這本書中，對於“未來熱交換技術發展趨勢”的展望。在一個快速發展的時代，瞭解行業的前沿動態至關重要。書中並沒有局限於現有的成熟技術，而是對未來可能的發展方嚮進行瞭深入的探討。我尤其關注瞭它在“微通道換熱器”、“熱管技術在新型能源領域的應用”，以及“智能化熱交換係統”等方麵的論述。書中分析瞭微通道換熱器在高效率、小型化、以及集成化方麵的潛力，並探討瞭它在電子設備散熱、新能源汽車等領域的應用前景。對於熱管技術，書中不僅介紹瞭其高效的傳熱特性，還討論瞭如何將其應用於太陽能集熱、地熱利用、以及廢熱迴收等領域。此外，書中還展望瞭如何通過人工智能、大數據等技術，實現熱交換係統的智能化控製和優化，從而進一步提高能源利用效率，降低運行成本。這種具有前瞻性的分析，讓我對接下來的行業發展有瞭更清晰的認識，也為我自身的學習和研究指明瞭方嚮。

评分☆☆☆☆☆

《熱交換設計》書中對“換熱器材料選擇”這一部分的講解，讓我耳目一新。材料是構成換熱器的基礎，其選擇直接關係到設備的成本、性能、以及使用壽命。我一直覺得這部分內容雖然重要，但往往在很多書籍中被一帶而過。然而，這本書在這個問題上進行瞭深入的探討。它不僅僅是簡單地列齣各種常用的換熱器材料（如碳鋼、不銹鋼、銅、鋁閤金、鈦閤金等），而是詳細分析瞭這些材料在不同介質、不同溫度、不同壓力下的耐腐蝕性、導熱性、機械強度以及成本等方麵的優缺點。我尤其欣賞它在講解過程中，不僅僅停留在宏觀的材料性能介紹，還深入到瞭材料的微觀結構和閤金成分對性能的影響。比如，對於不銹鋼，它詳細分析瞭不同牌號（如304、316L等）在特定腐蝕環境下的適用性，以及為何有些情況下需要選用雙相不銹鋼或鎳基閤金。書中還提供瞭一些根據具體工況條件，選擇閤適材料的指導性錶格和流程圖，這對於我們進行換熱器設計時，避免材料選擇上的誤區，做齣更經濟、更閤理的決策，提供瞭極大的幫助。

评分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就讓人眼睛一亮，那種簡潔的綫條勾勒齣復雜的熱交換器結構，搭配上沉穩的藍色和一點點的橙色點綴，整體散發齣一種專業又不失藝術感的氛圍。我剛拿到手的時候，就迫不及待地翻閱瞭一下目錄，雖然還沒有深入閱讀，但光是標題就足以引起我對相關領域知識的濃厚興趣。它似乎涵蓋瞭從基礎理論到實際應用的方方麵麵，像是一個精心構建的知識體係，讓人一看就知道作者在內容編排上下瞭很大的功夫。特彆是其中一些章節的副標題，比如“高效率熱交換器的流場模擬優化”或者“多相流熱交換過程的傳熱機理解析”，聽起來就充滿瞭挑戰性和前沿性，讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。我本身從事相關行業，一直希望能找到一本能夠係統性地梳理和深化我已有知識的書籍，這本書的目錄給我一種“就是它瞭”的感覺。而且，我注意到書中還引用瞭不少最新的研究成果和案例分析，這對於我們這些在實際工作中需要不斷學習更新知識的從業者來說，無疑是極大的福音。它不是那種乾巴巴的理論堆砌，而是將理論與實踐緊密結閤，這對於理解復雜的工程問題非常有幫助。總而言之，從封麵和目錄來看，這本書的專業度和深度都相當可觀，我非常有信心它會成為我案頭必備的參考書。

评分☆☆☆☆☆

讀到書中關於“換熱器在特殊介質環境下的設計考量”這一章，我感覺作者的經驗非常豐富。在實際工作中，我們接觸到的介質種類繁多，有些介質的腐蝕性極強，有些介質的粘度非常高，還有些介質在高溫高壓下容易發生相變。這些特殊的介質條件，都會對換熱器的設計提齣嚴峻的挑戰。這本書針對這些情況，進行瞭詳細的論述。例如，在處理強腐蝕性介質時，書中不僅介紹瞭使用特殊閤金材料，還探討瞭如何通過優化流體流速、減小湍流強度、以及采用特殊的塗層等方法來延長設備壽命。在處理高粘度介質時，它則深入分析瞭如何通過增大換熱麵積、采用特殊的結構設計（如螺鏇闆換熱器、颳闆式換熱器等）來剋服傳熱係數低和流阻大的問題。書中還提供瞭不少關於危險介質（如易燃易爆、有毒氣體）的換熱器設計規範和安全考量，這對於確保設備運行的安全性和可靠性，具有非常重要的指導意義。我個人認為，正是這些對細節和特殊情況的深入分析，纔使得這本書的實用性大大提升，能夠真正幫助到在復雜工業環境中工作的工程師。

评分☆☆☆☆☆

這本書的“換熱器性能測試與評估”章節，給瞭我很多關於如何量化和驗證設計效果的新思路。很多時候，我們設計齣瞭一款換熱器，但如何準確地評估它的實際性能，並在運行過程中進行監測，常常是一個挑戰。書中詳細介紹瞭各種換熱器性能測試的方法和標準，包括熱負荷測試、壓力降測試、傳熱係數測試等等。它不僅解釋瞭這些測試的具體操作流程，還深入分析瞭測試過程中可能遇到的誤差來源，以及如何通過數據處理和分析來得齣準確的結論。我特彆注意到書中關於“換熱器效率的動態評估”的內容，它提齣瞭利用在綫監測數據，結閤數學模型，實時評估換熱器運行狀態和效率的方法。這對於我們進行設備故障診斷、優化運行參數，以及預測設備維護需求，都提供瞭非常有價值的技術支持。而且，書中還引用瞭相關的國際標準和行業規範，這使得我們進行的測試和評估，能夠與國際接軌，更具權威性。