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出版者:

作者:Blower, G.J. 编

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2006-11

价格:$ 67.24

装帧:

isbn号码:9780131976214

丛书系列:

图书标签:

• 管道工程
• 水暖工程
• 建筑工程
• DIY
• 维修
• 家庭装修
• 技术手册
• 工程技术
• 专业知识
• 实操指南

管道工程：实践与理论进阶（第三卷） 本书聚焦于复杂流体动力学、高级系统设计与前沿材料科学在现代建筑及工业管道工程中的深度应用。 --- 第一部分：流体力学的高级剖析与系统优化 本卷深入探讨了流体力学在管道系统设计中的精确应用，超越了基础的伯努利原理和连续性方程的初级认知，着重于实际工程中遇到的复杂工况。 第一章：非牛顿流体与浆料输送的挑战 本章详细分析了在化工、食品加工及生物制药行业中常见的非牛顿流体（如高粘度聚合物、悬浮液、乳化液）的流动特性。内容涵盖了剪切变稀、剪切增稠现象的量化模型，以及如何根据流变曲线（Rheology Curve）来精确计算管道中的摩擦阻力损失。我们对比了不同类型的泵（如螺杆泵、隔膜泵、凸轮泵）在处理高粘度介质时的效率曲线、能耗分析以及维护周期预测。重点讨论了低剪切区（Dead Zones）的形成机制及其对系统污染和堵塞的潜在影响，并提供了优化管线布局和流速控制的策略。 第二章：瞬态流与水锤效应的精确控制 水锤（Water Hammer）是高压、快速关闭阀门或泵瞬时停机时引发的系统性破坏。本章侧重于瞬态分析（Transient Analysis）的高级方法。引入了特征线法（Method of Characteristics, MOC）和有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）在模拟压力波传播和衰减过程中的应用。详细讲解了如何根据管道材料的弹性模量、流体密度和管道几何形状来计算压力波的传播速度。此外，本章详细介绍了各种先进的防锤装置（如蓄能器、压力释放阀、柔性接头）的选型标准、安装位置优化和周期性性能验证流程。对涉及高程变化的复杂系统中的瞬态响应进行了多案例分析。 第三章：多相流体输送的建模与优化 在石油天然气、地热开发以及某些化工过程中，管道内同时存在气、液、固三相。本章聚焦于多相流的流动模式识别（如栓塞流、环状流、分层流）及其对管道内壁腐蚀和流量测量的影响。引入了Beggs & Brill、Hagedorn & Brown等经典关联模型，并探讨了现代计算流体力学（CFD）在模拟气液界面动态行为中的应用。内容包括如何设计气液分离器前的缓冲段，如何通过调整管线坡度或引入脉冲效应来避免关键区域的积液或气锁现象。 --- 第二部分：先进系统设计与集成化智能管理 本部分将视角从单一管道提升到整个系统层面，探讨了智能监控、自动化控制以及集成化系统设计的最新趋势。 第四章：模块化与预制装配工程（MEP/Prefabrication） 随着工期压力增大，模块化施工成为主流。本章详细介绍了管道系统从传统现场焊接向工厂预制装配（Prefabrication）转型的工程实践。内容包括：设计阶段如何进行模块化接口定义（Interface Definition Document, IDD）；对材料下料、焊接质量控制（WPS/PQR的工厂应用）；以及运输、吊装过程中应考虑的结构应力分析。重点阐述了如何利用三维激光扫描技术（3D Laser Scanning）进行竣工验收和偏差管理，确保工厂制作的模块能与现场主体结构完美对接。 第五章：智能管道监测与物联网（IIoT）集成 本章探讨了如何将先进传感器技术应用于现有及新建管道系统，实现实时、预测性的维护。详细介绍了分布式光纤传感（DAS/DTS）技术在监测管道温度分布、振动和泄漏检测中的应用原理及数据解析方法。内容涵盖了腐蚀监测（如电化学噪声技术）、应力应变监测（Strain Gauges）与超声波测厚（UT）数据的云端集成。我们阐述了如何构建数据驱动的维护模型（Predictive Maintenance Model），通过分析历史数据和实时异常信号，提前预警潜在的失效点，从而实现从“反应式维护”到“预测性维护”的转变。 第六章：高安全性与防火防爆管道设计规范 针对危险化学品（如易燃、有毒、腐蚀性物质）的输送系统，本章深入研究了国际和国内相关的高安全性设计规范（如API、ASME B31.3的特定章节）。重点讨论了管道系统的冗余设计、隔离与吹扫流程的自动化设计。对于涉及易爆环境的区域，详细解析了防爆电气设备的选型（ATEX/NEC标准）、静电积聚的预防措施（接地与粘接规范）以及紧急隔离阀组（Emergency Shutdown Valve, ESDV）的逻辑控制设计。 --- 第三部分：专业材料科学与连接技术进阶 本部分着重于管道工程中关键材料的选择依据、极端环境下的性能表现以及非传统连接技术的应用。 第七章：耐腐蚀合金与极端温度应用 本章超越了碳钢和不锈钢的基础知识，深入探讨了镍基合金（如哈氏合金、蒙乃尔合金）在强酸、高温高压环境中的抗晶间腐蚀（Intergranular Corrosion）和应力腐蚀开裂（Stress Corrosion Cracking, SCC）的机制与预防。详细对比了双相钢（Duplex Stainless Steel）在氯离子环境下的应用优势。内容还包括了特种衬里技术（如PFA/PTFE内衬、橡胶衬里）的设计规范及其与金属基体的粘接强度验证方法。 第八章：先进连接技术：焊接、钎焊与机械连接的优化 本章对传统对接焊的参数控制进行了精细化处理，引入了自动化焊接技术（如轨道自动焊、TIG自动焊）在保证高可靠性接头方面的优势。重点分析了钎焊（Brazing）在精密系统（如真空和高纯度流体系统）中的应用，包括助焊剂的选择和热输入控制。在机械连接方面，本章详细介绍了膨胀节（Expansion Joints）的疲劳寿命计算、波纹管的设计参数以及法兰连接的预紧力控制（Bolt Tensioning）标准，确保在热胀冷缩和振动载荷下的密封完整性。 第九章：管道支撑与应力分析的动态考量 管道支撑设计不再是静态的简单承重，而是需要考虑流体流动、温度变化和外部环境（如地震、风载）共同作用下的动态应力管理。本章教授如何使用CAESAR II或AutoPIPE等专业软件进行管道应力分析（Piping Stress Analysis）。详细讲解了载荷工况的组合（Load Combination）方法，如何确定关键节点的应力裕度，以及如何优化支吊架的类型和布置（如弹簧支架、固定点、滑动支座）以有效吸收和分散热位移。 --- 附录：工程案例研究与国际标准对照表 本附录收录了三个大型工业项目的管道设计缺陷分析（Lessons Learned），重点剖析了设计失误如何导致系统故障，并提供了针对性的解决方案。此外，还附带了一份核心国际规范（ASME B31.1/B31.3/B31.4/MSS SP-83/API 650）的关键设计参数对照速查表，方便工程师快速查阅不同应用场景下的规范要求。

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