傳熱1第一節(jié)概述

1、第二章 傳 熱季偉主講12n一、概述一、概述n二、熱傳導(dǎo)二、熱傳導(dǎo)n三、對(duì)流傳熱三、對(duì)流傳熱n四、兩流體間傳熱過程的計(jì)算四、兩流體間傳熱過程的計(jì)算n五、熱輻射五、熱輻射n六、換熱器六、換熱器第二章 傳 熱3第一節(jié) 概述傳熱的三種基本方式兩種流體熱交換的基本方式傳熱速率與熱通量穩(wěn)態(tài)傳熱與非穩(wěn)態(tài)傳熱熱載體及其選擇第一節(jié) 概述4 凡有溫差存在的地方，凡有溫差存在的地方，熱量熱量總是總是自發(fā)地由高自發(fā)地由高溫向低溫傳遞溫向低溫傳遞。 傳熱在化工生產(chǎn)中占相當(dāng)重要的地位。僅其傳熱在化工生產(chǎn)中占相當(dāng)重要的地位。僅其設(shè)備投資就占全部設(shè)備投資的設(shè)備投資就占全部設(shè)備投資的30%30%40%40%。5目的目的舉舉

2、例例措施措施加熱加熱或或冷卻冷卻加熱反應(yīng)物，使之達(dá)化學(xué)反應(yīng)溫度。加熱反應(yīng)物，使之達(dá)化學(xué)反應(yīng)溫度。加熱精餾進(jìn)料，在飽和溫度下入塔分離。加熱精餾進(jìn)料，在飽和溫度下入塔分離。冷卻飽和的結(jié)晶母液，使結(jié)晶析出。冷卻飽和的結(jié)晶母液，使結(jié)晶析出。 強(qiáng)強(qiáng)化化傳傳熱熱換熱換熱精餾塔頂、塔底物料與進(jìn)料的換熱。精餾塔頂、塔底物料與進(jìn)料的換熱。鍋爐的廢氣包。鍋爐的廢氣包。保溫保溫鍋爐、熱反應(yīng)塔器、熱管線鍋爐、熱反應(yīng)塔器、熱管線的保溫。的保溫。冰箱的隔熱層。冰箱的隔熱層。削弱削弱傳熱傳熱6一、傳熱的三種基本方式 電熱爐燒水 導(dǎo)熱導(dǎo)熱v熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）相互接觸的物質(zhì)之間靜止的物質(zhì)內(nèi)部發(fā)生在機(jī)理：氣體-靠分子或原子的無(wú)規(guī)則若

3、運(yùn)動(dòng)；固體-金屬靠自由電子，非金屬靠晶格的震動(dòng)液體-尚不清楚7 電熱爐燒水 導(dǎo)熱導(dǎo)熱自然對(duì)流 強(qiáng)強(qiáng)制制對(duì)對(duì)流流自自然然對(duì)對(duì)流流v對(duì)流傳熱有有宏宏觀觀位位移移流流體體內(nèi)內(nèi)部部流流體體發(fā)發(fā)生生在在一、傳熱的三種基本方式特點(diǎn)：流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞，對(duì)流傳熱只能發(fā)生在流體中。8v輻射傳熱一、傳熱的三種基本方式 輻射是一種通過電磁波傳遞能量的過程。物體由于熱的原因而發(fā)出輻射能的過程，稱為熱輻射。 輻射傳熱，不僅是能量的傳遞，還伴隨著能量形式的轉(zhuǎn)化。 輻射傳熱不需要任何介質(zhì)作媒介，可以在真空中傳播。 9傳熱方式機(jī) 理先決條件具體條件特 點(diǎn)熱傳導(dǎo)微觀粒子的動(dòng)量交換T0接觸物質(zhì)內(nèi)傳熱無(wú)宏觀位

4、移對(duì)流冷熱質(zhì)團(tuán)的混合T0混合傳導(dǎo)/對(duì)流的聯(lián)合作用熱輻射射線的輻射和吸收T0不需要溫度高時(shí)才明顯(ET4)10二、兩種流體熱交換的基本方式二、兩種流體熱交換的基本方式1 1、直接接觸式傳熱、直接接觸式傳熱 直接接觸式傳熱的特點(diǎn)是冷、熱兩流體在傳熱器中以直接混合的方式進(jìn)行熱量交換，也稱混合式換熱。 11氣體冷卻塔氣體冷卻塔122 2、蓄熱式換熱蓄熱式換熱 蓄熱式換熱器是由熱容量較大的蓄熱室構(gòu)成。室中充填耐火磚作為填料，當(dāng)冷、熱流體交替的通過同一室時(shí)，就可以通過蓄熱室的填料將熱流體的熱量傳遞給冷流體，達(dá)到兩流體換熱的目的。二、兩種流體熱交換的基本方式二、兩種流體熱交換的基本方式133、間壁式換熱、間

5、壁式換熱 間壁式換熱的特點(diǎn)是冷、熱流體被一固體隔開，分別在壁的兩側(cè)流動(dòng)，不相混合，通過固體壁進(jìn)行熱量傳遞。熱流體 T1T2t2t1冷流體二、兩種流體熱交換的基本方式二、兩種流體熱交換的基本方式14傳熱過程可分為三步： 1. 熱流體將熱量傳給固體壁面（對(duì)流傳熱）2. 熱量從壁的熱側(cè)傳到冷側(cè)（熱傳導(dǎo)） 3. 熱量從壁的冷側(cè)面?zhèn)鹘o冷流體（對(duì)流傳熱） 壁的面積稱為傳熱面，是間壁式換熱器的基本尺寸。TwtwTt熱流體冷流體QQA1A2b15三、傳熱速率與熱通量三、傳熱速率與熱通量 傳熱速率（熱流量傳熱速率（熱流量 ）Q 單位時(shí)間內(nèi)通過傳熱面的熱量，單位為w熱阻（阻力）傳熱溫差（推動(dòng)力）傳熱速率 傳熱溫差

6、以tm表示，熱阻通常以傳熱面積A與傳熱系數(shù)K乘積的倒數(shù)1/KA來表示。16熱通量（又稱為熱流密度）熱通量（又稱為熱流密度）q 單位傳熱面積的傳熱速率，單位為 w/m2 傳熱速率與熱通量的關(guān)系為 AQq 三、傳熱速率與熱通量三、傳熱速率與熱通量17四、穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱四、穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱穩(wěn)態(tài)傳熱：在傳熱體系中各點(diǎn)的溫度只隨傳熱面的位置的變化而變，不隨時(shí)間而變。特點(diǎn)：通過傳熱表面的傳熱速率為常量，熱通量不一定為常數(shù)。非穩(wěn)態(tài)傳熱：傳熱體系中各點(diǎn)的溫度，既隨位置變化，又隨時(shí)間變化。特點(diǎn)：傳熱速率、熱通量均為變量。 通常連續(xù)生產(chǎn)多為穩(wěn)定傳熱，間歇操作多為非穩(wěn)態(tài)傳熱。18 工業(yè)上常用的加熱劑有熱水、飽和水蒸汽、礦物油、聯(lián)苯混合物、熔鹽和煙道氣等。當(dāng)要求溫度小于180時(shí)，常用飽和水蒸汽。 常用的冷卻劑是水、空氣和各種冷凍劑。水和空氣可將物料最低冷卻至周圍環(huán)境的溫度。當(dāng)溫度不很低時(shí)，水是最適宜的冷卻劑。五、載熱體及其選擇五、載熱體及其選擇19 在選用載熱體時(shí)為提高傳熱過程的經(jīng)濟(jì)性，必須根據(jù)具體情況選擇適當(dāng)