內容簡介
《低溫傳熱與設備》主要介紹在低於120K溫度範圍內出現的特殊傳熱問題,主要涉及空氣分離裝置、液化天然氣系統、運載火箭推進技術的地面系統以及回熱式低溫製冷技術中出現的與常溫傳熱現象不同的一系列問題;探求強化傳熱和節能的方法和途徑;介紹低溫換熱設備傳熱設計的計算方法及示例。目錄
第1章 低溫傳熱學基礎1.1 熱傳導
1.1.1 基本控制方程
1.1.2 一維穩態導熱
1.1.3 複合材料的導熱
1.1.4 接觸熱阻
1.1.5 通過肋片的導熱
1.1.6 低溫下霜的性質
1.1.7 固體表面鍍層的冷卻
1.1.8 二維導熱和三維導熱
1.1.9 瞬態導熱
1.1.10 低溫流體儲存容器的冷卻
1.2 對流傳熱
1.2.1 控制方程
1.2.2 圓管內強迫對流傳熱
1.2.3 非圓管傳熱
1.2.4 管外強迫對流傳熱
1.2.5 平板自由對流
1.2.6 水平圓管自由對流
1.2.7 有限空間自然對流
1.2.8 近臨界區的傳熱
1.2.9 近臨界區的傳熱關聯式
1.2.10 卡皮查熱導
1.3 輻射換熱
1.3.1 黑體輻射
1.3.2 熱輻射特性
1.3.3 輻射角係數
1.3.4 兩灰表面間的輻射換熱
1.3.5 封閉腔的網路方法
1.3.6 液化天然氣火焰輻射能
參考文獻
第2章 相變傳熱
2.1 兩相流動的流態
2.2 兩相流的壓降
2.2.1 洛克哈特-馬蒂內利關聯式
2.2.2 均勻流動模型
2.3 沸騰傳熱
2.3.1 池內沸騰
2.3.2 強制對流沸騰
2.4 凝結傳熱
2.4.1 管外凝結
2.4.2 水平管內凝結
2.5 低溫冷凍
2.6 固-液(漿)流動及傳熱
參考文獻
第3章 低溫絕熱技術
3.1 表觀熱導率
3.2 膨脹泡沫絕熱
3.2.1 絕熱機理及影響因素
3.2.2 典型的膨脹泡沫絕熱材料
3.3 高真空絕熱
3.3.1 自由分子導熱
3.3.2 輻射屏
3.3.3 液氮保護屏
3.3.4 蒸汽冷卻屏
3.4 粉末絕熱
3.4.1 顆粒材料的熱傳導
3.4.2 充氣粉末絕熱
3.4.3 充氣粉末絕熱結構及計算
3.5 真空粉末絕熱
3.5.1 絕熱機理及計算
3.5.2 影響真空粉末絕熱性能的因素
3.5.3 添加金屬粉末
3.6 真空多層絕熱
3.6.1 多層絕熱組成特點
3.6.2 影響真空多層絕熱性能的因素
3.7 低溫絕熱性能比較
參考文獻
第4章 傳熱過程中的有用功損失與熵產
4.1 不可逆系統和過程中的有用功與熵產
……
第5章 低溫熱變換器
第6章 交變流動回熱器
參考文獻
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精彩書摘
第2章 相變傳熱低溫流體輸送系統中總是存在著來自周圍環境的漏熱,導致低溫管道內出現兩相流動的現象。在低溫液體儲槽的自增壓系統和低溫液體汽化器(蒸發器)中,也經常遇到液化氣體的汽化及兩相流動問題。本章將考察兩相流現象中的流動機理和壓降的預測方法,介紹關於池內沸騰(浸沒在低溫液體中的表面沸騰)和強制對流沸騰(流動通道內的沸騰)的物理學原理,考慮外部流動和內部流動的冷凝傳熱。最後將討論包括固一液兩相(如氫漿)的兩相傳熱問題。
2.1 兩相流動的流態
在相變傳熱過程中,經常會出現兩相共存的流動狀態,因此有必要先了解兩相流的流態情況。由於多方面原因,兩相流動通常比單相流動複雜得多。兩相流中可能出現多種流動形式;而單相流中只會遇到層流或紊流,以及在這兩種流動狀態之間的過渡區。兩相流中可能出現液相是層流而氣相是紊流的形式,或者幾種不同形式的任何一種組合。兩相流中的壓降和傳熱同時具有氣相和液相的流體性質,一些情況下還包括表面張力。最後,由於傳熱和壓降的緣故,流動形式還會沿著流動通道方向而變化。
圖2—1給出了水平管中兩相流的幾種流態。低乾度(乾度是氣體的質量分數)流動時,在液相中形成氣泡,得到泡狀流。在水平流動中,氣泡往往分布在管道的上部空間。在垂直流動中,氣泡則趨向遍布於液體中;在較低乾度下,氣泡會小而