Проектирование и расчет теплообменных аппаратов

Группа	Учебная литература
Область науки	Технические науки
Название на русском языке	Проектирование и расчет теплообменных аппаратов
Авторы на русском языке	Бажан П.И., Исаев С.Е., Сорокин О.Г.
Вид издания на русском языке	Справочник
Издательство на русском языке	Нижний Новгород: Печатный дом Василия Миронова, 2017. 439 с.

Резюме

Систематизированы сведения по конструкции теплообменных аппаратов, применяемых в различных областях техники. Приведены данные о теплофизических свойствах часто используемых теплоносителей. Рассмотрены основные положения теории теплообменных аппаратов, освещены вопросы проектирования теплообменных аппаратов, особенности выполнения тепловых и прочностных расчетов.

Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием и совершенствованием теплообменных аппаратов.

При проектировании теплообменных аппаратов используют самые различные методы расчетов, в том числе и упрощенные, опирающиеся на условные величины (средний логарифмический напор и т. п.). Несмотря на то, что теория теплообменных аппаратов практически сформирована и дальнейшее использование методов, не имеющих научного обоснования и тормозящих научно-технический прогресс, в современных условиях проектирования становится невозможным, основные положения теории теплообменных аппаратов не знакомы проектантам. Авторы справочника помимо описания конструкций теплообменных аппаратов, широко используемых в промышленности и перспективных для внедрения, а также методов расчета и испытаний теплообменных аппаратов систематизировали основные положения теории теплообменных аппаратов (не теории тепломассообмена) и на их основе изложили строго обоснованные методы тепловых расчетов теплообменных аппаратов. Теория теплообменных аппаратов оперирует с понятиями:

• тепловой эффективности и ее функций – эффективности охлаждения и эффективности нагревания;

• числа единиц переноса теплоты;

• полных теплоемкостей массовых расходов;

• безразмерных комплексов, описывающих соотношения перепадов концевых температур, коэффициента теплопередачи, площади поверхности теплопередачи, минимального значения полных теплоемкостей массовых расходов;

• среднего температурного напора.

Теория теплообменных аппаратов позволяет получить уравнения для расчета тепловой эффективности и среднего температурного напора для всех известных схем тока, а также уравнения для расчета неизвестных концевых температур при любом сочетании двух заданных концевых температур из четырех.

Поскольку теплообменные аппараты являются объектами, которые хорошо формализуются, в справочнике дан материал, позволяющий инженеру проектировать теплообменные аппараты на более высоком уровне благодаря применению компьютерных технологий, и использовать в этой работе элементы оптимизации теплообменных аппаратов.

Известно, что ориентация проектирования только на прототипы не может привести к созданию принципиально новых конструкций, превосходящих по своим параметрам существующие аналоги. Авторы вместо рекомендаций предпочли более широкое освещение существующих проблем, в том числе по теплообмену и гидродинамике. В справочнике уделено особое внимание вопросам интенсификации теплоотдачи в каналах, сопровождаемой соизмеримым ростом гидравлического сопротивления, представлены обобщенные уравнения для расчета теплоотдачи и гидравлического сопротивления в каналах с интенсификаторами любой формы и пучках, скомпонованных из гладких, оребренных и витых труб, а также труб с интенсификаторами теплоотдачи. Вместе с этим в книге не рассмотрены конструкции и особенности расчета теплоотдачи в каналах теплообменных аппаратов из листового материала (кроме пластинчато-ребристых). Описаны методы и особенности испытаний теплообменных аппаратов и математический аппарат обработки результатов этих испытаний.

Abstract

Systematized information on the design of heat exchangers used in various fields of technology. The data on the thermophysical properties of frequently used coolants are given. The main principles of the theory of heat exchangers are considered, the design issues of heat exchangers, the specifics of the performance of thermal and strength calculations are covered.

For engineering and technical workers involved in the design and improvement of heat exchangers.

When designing heat exchangers, a variety of calculation methods are used, including simplified ones, based on conventional values (average logarithmic temperature differential, etc.). Despite the fact that the theory of heat exchangers is practically formed and the further use of methods that do not have scientific substantiation and inhibit scientific and technical progress, in modern design conditions becomes impossible, the basic principles of the theory of heat exchangers are not familiar to designers. . In addition to describing the designs of heat exchangers, widely used in industry and promising for implementation, as well as methods for calculating and testing heat exchangers, the authors of the handbook systematized the basic principles of the theory of heat exchangers (not the theory of heat and mass transfer) and based on them strictly substantiated methods of thermal calculations of heat exchangers. The theory of heat exchangers operates with the concepts:

• thermal efficiency and its functions – cooling efficiency and heating efficiency;

• the number of units of heat transfer;

• total heat capacity of mass consumption;

• dimensionless complexes describing the ratios of end temperature differences, heat transfer coefficient, heat transfer surface area, the minimum value of the total heat capacities of mass flow rates;

• average temperature differential.

The theory of heat exchangers allows us to obtain equations for calculating the thermal efficiency and average temperature differential for all known current schemes, as well as equations for calculating unknown terminal temperatures for any combination of two given terminal temperatures out of four.

Since heat exchangers are objects that are well formalized, the handbook gives material that allows an engineer to design heat exchangers at a higher level through the use of computer technology, and to use optimization elements of heat exchangers in this work.

It is known that the orientation of the design only to prototypes cannot lead to the creation of fundamentally new designs that exceed existing parameters in their parameters. The authors, instead of recommending, preferred a wider coverage of existing problems, including on heat transfer and hydrodynamics. The reference book pays special attention to the intensification of heat transfer in channels, accompanied by a commensurate increase in hydraulic resistance, presents generalized equations for calculating heat transfer and hydraulic resistance in channels with intensifiers of any shape and bundles composed of smooth, finned and twisted pipes, as well as pipes with heat transfer intensifiers . At the same time, the book does not consider the designs and features of the calculation of heat transfer in the channels of heat exchangers made of sheet material (except plate-finned). Methods and features of testing heat exchangers and a mathematical apparatus for processing the results of these tests are described.

Издание "Проектирование и расчет теплообменных аппаратов" (Бажан П.И., Исаев С.Е., Сорокин О.Г.) отмечено наградой
МЕДАЛЬ «ЗА ВЕРНОСТЬ ТРАДИЦИЯМ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ОБРАЗОВАНИЯ» С УДОСТОВЕРЕНИЕМ

Оформление наградных документов и заказ каталога