傳熱在化工生產中的應用

1、第第四四章章 傳傳 熱熱第第一一節(jié)節(jié) 概概 述述一、傳熱在化工生產中的應用一、傳熱在化工生產中的應用傳熱：就是熱的傳遞，是自然界和工程技術領域中極普遍的 一種傳遞過程 。1、化工與傳熱、化工與傳熱1）絕大多數化學反應過程都要求在一定的溫度下進行，為了使物料達到并保持指定的溫度，就要預先對物料進行加熱或冷卻，并在過程中及時取出放出的熱量或補充需要吸收的熱量。2）一些單元操作過程，例如蒸發(fā)、蒸餾、干燥等，需要按一定的速率向設備輸入或輸出熱量。3）在高溫或低溫下操作的設備，要求保溫，以減少它們和外界傳熱。4）對于廢熱也需合理的利用與回收。 2、化工生產中傳熱過程的兩種情況、化工生產中傳熱過程的兩種情

2、況 1）強化傳熱：）強化傳熱：各種換熱設備中的傳熱。 2）削弱傳熱：）削弱傳熱：如對設備和管道的保溫，以減少熱損失 二、熱源和冷源二、熱源和冷源 1、熱源、熱源 1）電熱：）電熱：特點是加熱能達到的溫度范圍廣，而且便于控制，使用方便，比較清潔。但費用比較高 。2）飽和水蒸氣：）飽和水蒸氣： 優(yōu)點：飽和水蒸氣的冷凝溫度和壓強有一一對應的關系，調節(jié)飽和水蒸汽的壓強就可以控制加熱溫度，使用方便，而且飽和蒸汽冷凝過程的傳熱速率快。 缺點：飽和水蒸氣冷凝傳熱能達到的溫度受壓強的限制。 3）煙道氣）煙道氣 煙道氣的溫度可達700以上，可以將物料加熱到比較高的溫度 。 缺點：傳熱速度慢，溫度不易控制。4）高

3、溫載熱體：）高溫載熱體： 優(yōu)點：沸點高（飽和蒸汽壓低），化學性質穩(wěn)定。2、冷源、冷源 一般采用水、空氣和冷凍鹽水等作為冷源。 三、傳熱的三種基本方式三、傳熱的三種基本方式 1、熱傳導、熱傳導 熱量從物體內部溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分或者傳遞到與之相接觸的溫度、較低的另一物體的過程稱為熱傳導，簡稱導熱。 特點：物質間沒有宏觀位移，只發(fā)生在靜止物質內的一種傳熱方式。 微觀機理因物態(tài)而異 2、熱對流、熱對流流體中質點發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞，稱為熱對流 對流只能發(fā)生在流體中。強制對流 自然對流 用機械能（泵、風機、攪拌等）使流體發(fā)生對流而傳熱。由于流體各部分溫度的不均勻分布，形成密度的差

4、異，在浮升力的作用下，流體發(fā)生對流而傳熱 3、輻射、輻射 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化。 輻射傳熱不需要任何介質作媒介，可以在真空中傳播。 四、兩種流體熱交換的基本方式四、兩種流體熱交換的基本方式 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是冷、熱兩流體在傳熱器中以直接混合的方式進行熱量交換，也稱混合式換熱。 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成。室中充填耐火磚作為填料，當冷、熱流體交替的通過同一室時，就可以通過蓄熱室的填料將熱流體的熱量傳遞給冷流體，達到兩流體換熱的目的。3、間壁式換熱、間壁式換熱 間壁式換熱的特點是冷、熱流體被一固體隔開，分別在壁的兩側流動，不相混合，通過固體壁進行熱量傳遞。傳熱過程可分為三步： 熱流體將熱量傳給固體壁面（對流傳熱）熱量從壁的熱側傳到冷側（熱傳導） 熱量從壁的冷側面?zhèn)鹘o冷流體（對流傳熱）壁的面積稱為傳熱面，是間壁式換熱器的基本尺寸。 五、傳熱速率與熱通量五、傳熱速率與熱通量 傳熱速率（熱流量傳熱速率（熱流量 ）Q 單位時間內通過傳熱面的熱量，單位為w。熱通量（又稱為熱流密度或傳熱速度）熱通量（又稱為熱流密度或傳熱速度）q 單位傳熱面積的