第三章第一節(jié)化工傳熱及換熱器

1、2022-5-27第三章第三章第三章 傳熱過(guò)程及換熱器傳熱過(guò)程及換熱器傳熱過(guò)程及換熱器漳州師范學(xué)院化學(xué)與環(huán)境科學(xué)系化學(xué)與環(huán)境工程教研室吳文炳2022-5-273.1 3.1 3.1 化工生產(chǎn)中的傳熱及換熱器化工生產(chǎn)中的傳熱及換熱器化工生產(chǎn)中的傳熱及換熱器化工生產(chǎn)中的傳熱及換熱器化工生產(chǎn)中的傳熱及換熱器化工生產(chǎn)中的傳熱及換熱器1、化工生產(chǎn)中傳熱過(guò)程的兩種情況、化工生產(chǎn)中傳熱過(guò)程的兩種情況 1）強(qiáng)化傳熱：）強(qiáng)化傳熱：各種換熱設(shè)備中的傳熱。各種換熱設(shè)備中的傳熱。 2）削弱傳熱：）削弱傳熱：如對(duì)設(shè)備和管道的保溫，以減少熱損失如對(duì)設(shè)備和管道的保溫，以減少熱損失 2、傳熱的基本方式、傳熱的基本方式1）傳導(dǎo)

2、傳熱：）傳導(dǎo)傳熱：熱量從物體內(nèi)部溫度較高的部分傳遞到溫?zé)崃繌奈矬w內(nèi)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(guò)程稱為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱導(dǎo)熱。物體的過(guò)程稱為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱導(dǎo)熱。 特點(diǎn)特點(diǎn)：物質(zhì)間沒(méi)有宏觀位移，只發(fā)生在靜止物質(zhì)內(nèi)的一：物質(zhì)間沒(méi)有宏觀位移，只發(fā)生在靜止物質(zhì)內(nèi)的一種傳熱方式。種傳熱方式。 2022-5-272）對(duì)流傳熱）對(duì)流傳熱 流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞，稱為熱對(duì)流體中質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移而引起的熱量傳遞，稱為熱對(duì)流。流。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：熱對(duì)流只能發(fā)生在流體中，具有宏觀位移。熱對(duì)流只能發(fā)生在流體中，具有

3、宏觀位移。強(qiáng)制對(duì)流強(qiáng)制對(duì)流 自然對(duì)流自然對(duì)流 用機(jī)械能（泵、風(fēng)機(jī)、攪拌等）使流體發(fā)生用機(jī)械能（泵、風(fēng)機(jī)、攪拌等）使流體發(fā)生對(duì)流而傳熱。對(duì)流而傳熱。由于流體各部分溫度的不均勻分布，形成由于流體各部分溫度的不均勻分布，形成密度的差異，所產(chǎn)生的作用力使流體發(fā)生密度的差異，所產(chǎn)生的作用力使流體發(fā)生對(duì)流而傳熱對(duì)流而傳熱 2022-5-273）輻射傳熱）輻射傳熱 輻射是一種通過(guò)電磁波傳遞能量的過(guò)程。物體由于熱的輻射是一種通過(guò)電磁波傳遞能量的過(guò)程。物體由于熱的原因而發(fā)出輻射能的過(guò)程，稱為熱輻射。原因而發(fā)出輻射能的過(guò)程，稱為熱輻射。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：輻射傳熱不需要任何介質(zhì)作媒介，輻射傳熱不需要任何介質(zhì)作媒介，可以

4、在真空中可以在真空中傳播傳播。 3、冷、熱流體熱交換的基本方式、冷、熱流體熱交換的基本方式 1）直接接觸式直接接觸式 2）蓄熱式蓄熱式 3）間壁式）間壁式2022-5-274、典型的間壁式換熱器、典型的間壁式換熱器 間壁式換熱器的傳熱過(guò)程可分為三步：間壁式換熱器的傳熱過(guò)程可分為三步：熱流體將熱熱流體將熱量傳給固體壁面（量傳給固體壁面（對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱）熱量從壁的熱側(cè)傳到冷側(cè)熱量從壁的熱側(cè)傳到冷側(cè)（熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)）熱量從壁的冷側(cè)面?zhèn)鹘o冷流體（熱量從壁的冷側(cè)面?zhèn)鹘o冷流體（對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱） 壁的面積稱為傳熱面，壁的面積稱為傳熱面，是間壁式換熱器的基本尺寸。是間壁式換熱器的基本尺寸。 按傳熱面結(jié)構(gòu)可分

5、為按傳熱面結(jié)構(gòu)可分為管式換熱器管式換熱器和和板式換熱器，板式換熱器，管式換管式換熱器的傳熱面是由管子做成的，包括熱器的傳熱面是由管子做成的，包括套管式、列管式、蛇套管式、列管式、蛇管式、噴淋式和翅片管式管式、噴淋式和翅片管式等；板式換熱器的傳熱面是由板等；板式換熱器的傳熱面是由板材做成的，包括材做成的，包括夾套式、螺紋板式、螺旋板式夾套式、螺紋板式、螺旋板式等。等。2022-5-271）套管式換熱器套管式換熱器 套管式換熱器是由兩種直徑大小不同的直管組成套管式換熱器是由兩種直徑大小不同的直管組成的同心管，一種流體在內(nèi)管中流動(dòng)，另一種流體在內(nèi)、的同心管，一種流體在內(nèi)管中流動(dòng)，另一種流體在內(nèi)、外兩

6、壁間的環(huán)隙中流動(dòng)，通過(guò)內(nèi)管管壁進(jìn)行熱量交換。外兩壁間的環(huán)隙中流動(dòng)，通過(guò)內(nèi)管管壁進(jìn)行熱量交換。 內(nèi)管壁的表面積即為傳熱面積。內(nèi)管壁的表面積即為傳熱面積。 2）列管式換熱器列管式換熱器 列管式換熱器由殼體、管束、管板和封頭等部件組列管式換熱器由殼體、管束、管板和封頭等部件組成。成。 2022-5-27 一種流體流經(jīng)管束稱為一種流體流經(jīng)管束稱為管程，該流體稱為管程流體管程，該流體稱為管程流體。另。另一種流體在殼體與管束間的空隙流過(guò)稱為一種流體在殼體與管束間的空隙流過(guò)稱為殼程殼程，該流體稱為，該流體稱為殼程流體。殼程流體。 流體在管束內(nèi)只通過(guò)一次，稱為流體在管束內(nèi)只通過(guò)一次，稱為單程列管式換熱器單程列管式換熱器。管。管程流體在管束內(nèi)來(lái)回流過(guò)幾次，則為與之相同程數(shù)的換熱器程流體在管束內(nèi)來(lái)回流過(guò)幾次，則為與之相同程數(shù)的換熱器。 2022-5-272022-5-275 5 5、熱流量及面積熱流量、熱流量及面積熱流量、熱流量及面積熱流量、熱流量及面積熱流量、熱流量及面積熱流量、熱流量及面積熱流量 熱流量（傳熱速率）熱流量（傳熱速率） 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)傳熱面的熱量，單位為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)傳熱面的熱量，單位為W。 面積熱流量（又稱熱通量或熱流密度）面積熱流量（又稱熱通量或熱流密度）q 單位傳熱面積的熱流量。單位為單位傳熱面積的熱流量。單