【正文】 psig，最高溫度為400 0F.。由于較少氣液制造板框式換熱器，大多數(shù)關(guān)于板框式換熱器的工藝設(shè)計資料到有專利性，但也許提供給負(fù)責(zé)的工程師。摩擦飲食和熱傳遞系數(shù)碎著班的空間和波紋的種類變化。泵花費(fèi)的每個熱傳遞單元比殼管式設(shè)備低。用純鋼制造板框式換熱器的費(fèi)用是管殼式的50~70%。螺旋型換熱器在螺旋形換熱設(shè)備中，熱流進(jìn)入螺旋單元的中心，并且流到邊緣。冷流體是逆流的。在邊緣進(jìn)入并在中心位置流出。在兩邊熱傳遞系數(shù)較高。由于真正的逆流形式?jīng)]有原來形式的溫差，這些因素可能導(dǎo)致表面要求20%或更小的殼管式換熱器。螺線形式對于中等壓力的高粘性流體比較適合。翹片式換熱器翹片式換熱器首先被應(yīng)用在油氣設(shè)備中。典型的翹片式換熱器在單位體積上有1200平方米的表面積，～ mm，～ mm,片的密度是230～700片每米。在單位體積上翹片式換熱器是殼管式換熱器的4倍。翹片式換熱器的操作壓力設(shè)計為80atm。因為翹片式換熱器之間的間距小，所以不適合易堵塞的設(shè)備。從商業(yè)上說，翹片式換熱器適用于低溫設(shè)備，也是用于與汽輪機(jī)相關(guān)的高溫恢復(fù)設(shè)備。對于動力設(shè)備來說，比如在有發(fā)動機(jī)的交通工具中，翹片式換熱器有結(jié)構(gòu)緊湊和質(zhì)量輕的優(yōu)點(diǎn)。錯流和逆流的任何排列形式都是可行的，并且在同一設(shè)備中可以安排三種或三種以上的流束，壓力下降、熱交換關(guān)系的設(shè)計其他方面被很好的記載。空氣冷卻器這種設(shè)備是指由流體流過翹片式的管道，并且有風(fēng)扇冷卻的空氣通過管道?？紤]空氣冷卻器的經(jīng)濟(jì)性，可以允許流體與周圍空氣和出口的溫差為25~40濟(jì)上不分上下。套管式換熱器套管式換熱器是由一個尺寸比較大的和中間一個尺寸比較小的中央管通過塑料密封套連接而成。直線長度被限制在20 ft，否則中心管將下沉并且使環(huán)面的分配空間較小。一般情況，高溫、高壓、高密度和腐蝕性的液體放在內(nèi)管上，較小要求的液體被放在外側(cè)管子上。當(dāng)在處理石油脫蠟和液體結(jié)晶時，內(nèi)表面上應(yīng)該提供刮刀。在環(huán)狀的空間上，軸向翹片可以改善氣體和粘性流體的熱交換效率。假如應(yīng)用較大的熱交換表面。套管可以排布堆積起來，也可以應(yīng)用平行方式。這些套管式換熱器已經(jīng)逐漸被管殼式換熱器所取代。在以下情況下，是值得考慮的。（1）當(dāng)殼側(cè)系數(shù)比管側(cè)系數(shù)一樣小時，這時殼側(cè)系數(shù)可以與管側(cè)相比了（2）我們可以在套管式換熱器中采用真正意義上的逆流來代替，因為溫度較高需要多個套管單元。0F。蕩船熱效率超過每小時1千萬英熱時單位時，空氣冷卻器與水滿足要求且供應(yīng)量充足時，與水冷在經(jīng)（3）在與大直徑殼體相比，我們的環(huán)裝空間是使用較高壓力來滿足經(jīng)濟(jì)性能（4）而與開放式殼體換熱器相比，當(dāng)我們的換熱器表面僅僅是100 ~ 200sqft時，我們套管式換熱器有較高的經(jīng)濟(jì)性殼管換熱器這種換熱器將在以后幾章討論。21泵1．介紹泵是提出，轉(zhuǎn)移或壓縮液體和氣體的設(shè)備。下面介紹四種類型的泵。在所有的這些中，我們一步步采取措施防止氣蝕，氣蝕將減少流量并且破壞泵的結(jié)構(gòu)。用來處理氣體和蒸汽的泵稱為壓縮機(jī)，研究流體的運(yùn)動的科學(xué)成為流體動力學(xué)。水泵是用管子或其他機(jī)械把水從一個地方傳到另一個地方。水泵的操作壓力從一磅到一萬磅每平方英尺。日常生活中，泵是很多的，有用于在魚池和噴泉使水循環(huán)和向水中充氣的電泵，還有用于從住宅處把水引走的污水泵?，F(xiàn)在，兩種典型的排水泵是容積泵和離心泵。容積泵通過由真空產(chǎn)生的吸力把水引到一個緊湊的地方。這種類型泵的一個實(shí)例就是提升或壓力泵，在20世紀(jì)中葉美國農(nóng)村普遍使用。提升泵的操作是通過一個與被管子包住的活塞手柄來進(jìn)行的。當(dāng)我們提升活塞時在管子下部產(chǎn)生一個局部的真空，這樣我們就用管子從下面的取水，并且送到泵的一個空間。當(dāng)水被泵吸入時，單向閥關(guān)閉，阻止水流回到井下。接著泵的活塞吸入更多的水進(jìn)入泵的膛體中。這樣最后形成溢流，水從管口處流出。而離心泵時使用了一種螺旋推進(jìn)器，旋轉(zhuǎn)時使水流動，而且推進(jìn)器的切片是在泵送水時侵入水中的。而且，當(dāng)推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)時，水進(jìn)入位于刃片的軸部的間隙并且以很高的壓力甩向底部。與它類似，離心泵的早期形式，螺桿泵，通過一個管子螺絲釘?shù)慕M成，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時，把水提升上去。螺旋泵經(jīng)常用在污水處理廠中，因為他們可以運(yùn)輸大量的水，而不會因為碎片而堵塞。在遠(yuǎn)古的中東，因為對農(nóng)場進(jìn)行灌溉的需求，所以有一種強(qiáng)大的動力去推進(jìn)水泵的進(jìn)程。在這些區(qū)域里，早期的泵是為了將水一桶一桶的從水源或河渠中提升到容器中。古希臘的發(fā)明家和數(shù)學(xué)家的阿基米德泵認(rèn)為是公元前3世紀(jì)首先提出螺旋泵的發(fā)明家。之后，古希臘發(fā)明家發(fā)明了第一個提水泵。在十七世紀(jì)末和十八世紀(jì)初，英國的工程師Thomas Savory，法國的物理學(xué)家Denis Pa]pin，和英國的鐵匠和發(fā)明家Tomas Newen,它們發(fā)明了用蒸汽驅(qū)動活塞的水泵。蒸汽驅(qū)動的水泵首先廣泛的被應(yīng)用在從煤礦往外輸水過程中?，F(xiàn)在離心泵使用的例子，可以是在哥倫比亞河上使用的大古利水壩。這個泵有超過灌溉一百萬英畝的土地能力。往復(fù)泵有一個在圓筒中上下移動的活塞，可以使水規(guī)則的流入或流出圓筒。這些泵可以是單作用的，也可以是雙作用的。在單作用的泵中，泵的作用僅僅發(fā)生在活塞的一側(cè)，典型的例子就是升液泵。在升液泵中，活塞通過手上下移動。在雙作用的水泵中，泵的作用發(fā)生在活塞的兩側(cè)，比如說電動的或氣動的鍋爐給水泵，水以高壓通過蒸汽鍋爐供給。這些泵可以是單級的也可以是多級的。多級的往復(fù)泵的泵系列有多個剛體。離心泵離心泵被認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)泵，它是有一個旋轉(zhuǎn)地葉輪，也有刃片，刃片是侵入液體中。液體也是由葉輪軸向進(jìn)入泵，并且旋轉(zhuǎn)的葉輪將液體甩向葉片根部。同時葉輪也給液體一個較高的過度，這個過度能夠使泵的一個固定部件轉(zhuǎn)化成壓力。我們一般稱為擴(kuò)壓器。在高壓泵里，很多葉輪可以被系列選用，并且在一個葉輪后有一個擴(kuò)壓器，也可能含有導(dǎo)輪，可以逐漸的降低液體的過度。對于低壓泵來說，擴(kuò)壓泵一般就是一個螺旋形的通道，成為蝸殼，作用原理是攔截面逐漸增加可以有效降低流體的過度。在泵工作前，葉輪必須被灌注，也就是在泵啟動時，葉輪必須被液體包圍。也可以通過在吸入線上放另一個截止閥來實(shí)現(xiàn)，截止閥在泵停止工作時是液體保留在泵內(nèi)。如果閥泄露了，泵可以通過閥的入口，從外面的水源比如說蓄水池來取水灌注。一般離心泵在排水線也有一個閥控制流體和壓力。對于小流量和高壓力來說，葉輪作用很大部分是放射狀的。對于高速流體和低壓排水壓力，泵中流體的方向可以近似于與軸的軸向平行，這時泵有一個軸流。這時葉輪就近似于螺旋推進(jìn)器。從一種流的狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種流的狀態(tài)是漸進(jìn)的，對于中間狀態(tài)，設(shè)備可稱為混流泵。射流泵射流泵是通過一個流量相對較小的液體或蒸汽，以較高速度移動到較大的液流。因為高速流體要通過液體，它從泵里帶走液體一部分，同時，高速流產(chǎn)生一個真空，這個真空又把液體吸入泵內(nèi)。射流泵經(jīng)常給蒸汽鍋爐注水。另外，也應(yīng)用來推動的船只，特別是在正常的推進(jìn)器可能被破壞的淺水里。其他類型的泵仍然存在其他很多類型的容積泵，一般用帶有很多保密配合的圓形突出的回轉(zhuǎn)件。液體被收集在耳朵之間，而且被轉(zhuǎn)送到一個壓力較高的區(qū)域。這種泵的一個典型設(shè)備是齒輪泵，包含有一對網(wǎng)狀齒輪，在齒輪泵里耳朵就是齒牙。也可通過一個在外殼旋轉(zhuǎn)的螺桿來構(gòu)造一個簡單而低效的泵，螺桿推動也提前進(jìn)。一個相似的泵在公元前3世紀(jì)被希臘數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿基米德發(fā)明了。在所有的泵里，液體被一些列脈沖排出，并且不連續(xù)。因此我們必須注意在排除線上來避免共振，因為共振可能會損傷或破壞整個設(shè)備。對往復(fù)泵來說，真空經(jīng)常放在排除線上，可以減少振動，并使流動均衡。Unit 24閥閥，是一種控制液體或氣體流動的機(jī)械。例如截止閥，是保證流體沿一個方向流動。閥的尺寸范圍很大，小的用在汽車輪胎的閥，大的用在控制水閘和大壩上。大閥的直徑可能超過五米。小閥和低壓閥通常由黃銅，鑄鐵，塑料制造，而較高壓力的閥是用鍛鋼制造的。其他合金，比如不銹鋼可能用在控制流體有腐蝕作用的流體上。閥可以手工操作，可以由伺服機(jī)構(gòu)機(jī)械操作，或由所控制液流操作?；旧嫌伤姆N類型的閥，回轉(zhuǎn)閥，提升閥，滑閥，活塞閥。而且毫無疑問它們的發(fā)展也是這個順序。四種基本類型有很多種變體。然而所有變體與母體在原理上是相似的。盡管目前發(fā)展趨勢越來越標(biāo)準(zhǔn)化，越來越簡化。新型工藝和技術(shù)的出現(xiàn)預(yù)計新的發(fā)現(xiàn)和外來的，結(jié)構(gòu)材料的發(fā)現(xiàn)。將促進(jìn)這些變形，也許速度越來越快。四種基本設(shè)計以及變形，在一般使用中，都依賴手動操作，在最初的四章中討論，對于警惕的設(shè)計者，他們會毫不猶豫將所有的推理與通過實(shí)例選擇與相似特性的設(shè)計配合起來。最初的四章是按閥的發(fā)展來安排的，但是我們要注意時間分布稍微有對數(shù)的特征。例如，早期的閥，旋塞閥，是在公元前發(fā)明的。螺桿閥，大約是在1790年，閘閥是在1839年，平行滑閥是在1884年。所有這些堵塞閥都是用手操作的，到了最近它們才通過某些形式的動力來操作。那些自動工作的閥，比如安全閥或泄壓閥，減壓閥，非回流閥，凝氣閥和相似的設(shè)備。另外屬于一類，并且在下面的五章中進(jìn)行討論，這些閥假如用精確意義上的要求來表達(dá)就是自動機(jī)器。在正確的設(shè)計和安裝之后，每一個閥都很正確的執(zhí)行相應(yīng)的功能，毫不夸張的說有的是一天到頭，有的是一年到頭。對已認(rèn)定的壓力容器的設(shè)備，安全閥或減壓閥是必要的附件。特別值得注意的，因為它是我們生命和財產(chǎn)安全的防護(hù)裝置。有壓力到絕對壓力，因為容器在大氣壓力下操作，如果它們?nèi)菀资艿酱髿鈮毫ζ饹Q定影響的試問情況，他們需要一些形式上的自動保護(hù)，同時在容器內(nèi)部存在真空不管在任何情況時。另一個例子，各自的作用也很重要。如果它們在工作地點(diǎn)失效，也不會造成太大的損失。但是由于粗心在設(shè)計方面沒有注意會浪費(fèi)過多的篇幅。對于那些面臨這些設(shè)備設(shè)計和安裝的學(xué)生，工程師，設(shè)計者，起草者來說還有認(rèn)識他們必要性的人來說，我們希望通過一篇小記成為一個手冊。如果有合適的結(jié)構(gòu)材料，對設(shè)計精心考慮，對于高溫高壓的氣體來說平行滑閥是最好的選擇。這簡單并且最有作用的結(jié)構(gòu)形式是一種帶有盤片的彈簧裝置，圓盤裝配體一般用較小的的閥。在緊密圓盤的預(yù)壓縮的螺旋狀的彈簧作用下，套管式裝配體的兩個相對圓盤又分開的趨勢。而對彈簧來說，為了節(jié)省縱向空間，一般來說將盤制造成矩形截面，這個結(jié)構(gòu)將兩個圓盤壓縮以適應(yīng)閥的較小尺寸。大尺寸閥，兩個盤同樣壓縮并覆蓋著一個外接的殼體。我們應(yīng)該了解到彈簧的作用并不像我們想象那樣用來保護(hù)這個壓力的貼片的。如果需要保護(hù)這個貼片就需要一個很大面積的彈簧。它不是必須的，而且只有在較低線性壓力下才可以保護(hù)貼片。它的作用主要是防止振動或顫動。在適當(dāng)?shù)木€性壓力條件下將閥內(nèi)壁打掃干凈。在圓盤運(yùn)動中，任何尺寸或其他不需要的情況時，將粘到貼片上并且破壞它。在重要管線上，因為不同區(qū)域不同材料的部件的膨脹，并且將增加變形和扭曲。對于盤片和彈簧這種節(jié)寫結(jié)構(gòu)就要考慮這個。盤片應(yīng)該能夠自由的吸氣而且彈簧同時屈服。壓力密封性只有在下游側(cè)才能獲得，如果將這個閉合機(jī)械作為整體考慮時，就可以發(fā)現(xiàn)作用在相反的或上游的盤片上的線性壓力迫使盤片離開閥座。將合力通過彈簧來傳遞，并在線性壓力下，傳遞到下游的盤片，這樣工作的六日進(jìn)入閥的兩級?？梢院唵蔚耐ㄟ^滑動的盤片到最低可能達(dá)到的位置，并利用線性壓力來關(guān)閉閥，這與蒸汽機(jī)的滑動閥有類似之處。與蒸汽機(jī)的差別在于蒸汽機(jī)沒有彈簧幫助或任何外部的其他影響只有作用于滑閥兩側(cè)的蒸汽壓力。如果尺寸相同，并且在相同壓力下操作，平行閥與螺旋閥相比，所要求的軸向力較小，而軸向力是由正閉合包圍，只要稍加考慮就可以知道原因。忽略側(cè)面的二次壓力，用來關(guān)閉螺旋閥的最小的力就是線性壓力與底出口面積的乘積。對于平行閥最小的力就是用來將下游盤片滑過貼片的而且也包含作用在底座區(qū)域上的線性壓力。Unit 25密封分類任何物件的分類，技術(shù)的還是非技術(shù)的，目的是確定一些種類，是更加容易的分析它們所包含的問題。因此密封可以分為兩大類，靜態(tài)的和動態(tài)的。靜態(tài)密封由三個密封物件組成，包括墊片密封，密封膠密封，和直接接觸密封。動態(tài)密封又可以被細(xì)分為兩個基本的密封，一種是針對旋轉(zhuǎn)軸密封，另一種是針對往復(fù)軸密封。在數(shù)量上，兩種密封占了工業(yè)上的絕大多數(shù)。而且對于主要的定做密封的設(shè)備要進(jìn)行特殊考慮。在動密封分類時，需要用商標(biāo)來確定不同分類的設(shè)備。這些商標(biāo)必須使用，因為沒有任何一種方法更加精確地區(qū)分設(shè)備。因為旋轉(zhuǎn)軸密封在主要工業(yè)中有重要地位，所以必須給與特別細(xì)致的考慮。被分為兩種類型，界面密封和間隙密封。界面密封別細(xì)分為軸密封和徑向密封。截面密封提出了工業(yè)密封是一個大家族。主要是密封件和旋轉(zhuǎn)軸之間有一個接觸。間隙密封描繪了包括四個截然不同的種類的家族。與旋轉(zhuǎn)軸成比例的部件。密封元件允許一部分泄露來控制外力作用下的流體可以通過的間隙尺寸。間隙密封的功能是在被密封的流體上產(chǎn)生一個壓降，同時允許在自由的部件運(yùn)動中存在相對運(yùn)動。間隙密封能在機(jī)器內(nèi)部與環(huán)境之間產(chǎn)生一個壓力差。不想界面密封，移動的部件之間沒有接觸是故意的。將摩擦降低到一個最小值。為了以一種控制方式來限制流體，然而，必須允許稍微的流動。間隙密封的實(shí)例是黏膠密封，速度密封和軸封。鐵磁流體是一個例外，按間隙的大小充滿磁介質(zhì)，在一個磁場或多或少的幫助下，將磁介質(zhì)約束在間隙內(nèi)，需要建立一個密封的機(jī)械部件不重要，因為間隙密封無任何滑動接觸，因此運(yùn)動部件之間的摩擦或磨損全部被消除。作為軸向密封的設(shè)備的機(jī)械端面密封與墊片密封相比，端面密封是機(jī)械密封，使用單一的和不同的密封原則。機(jī)械密封第一次被大規(guī)模的應(yīng)用在汽車工業(yè)中，用于發(fā)動機(jī)冷卻液和給水系統(tǒng)?，F(xiàn)在使用的更加廣泛而且證明了對一種工業(yè)的重要性。在化工，石油化工，公共事業(yè)，機(jī)關(guān)事業(yè)，隨著密封技術(shù)以及用于密封配件的結(jié)構(gòu)材料的技術(shù)的不斷改進(jìn)，機(jī)械密封體現(xiàn)了很大的價值。除了軸轉(zhuǎn)速的要求提高以及不斷增長的溫度和壓力的要求，所以現(xiàn)代密封設(shè)計者要不斷擴(kuò)大視野。機(jī)械端面密封的原理機(jī)械端面密封被成千上萬的世界知名的密封設(shè)計公司制造。機(jī)械密封目前的技術(shù)水平已發(fā)展到這樣的程度，從105托的高真空度到5000磅/平方英寸都能處理。新型材料，特別是金屬波紋管，使得機(jī)械密封的適應(yīng)范圍到達(dá)1000℃低的達(dá)到低溫允許范圍內(nèi)。軸的旋轉(zhuǎn)達(dá)到50000 RPM不是不可能的了。機(jī)械密封是復(fù)雜的，包括一系列單各組件的設(shè)計，主要通過兩個帶有貼片的密封環(huán)來防止泄露實(shí)現(xiàn)密封。重要密封環(huán)的一個是連在軸承上并且隨它一起運(yùn)動，另一個密封環(huán)是固定的并與殼體相連。對于一個離心泵軸密封來