化工原理 傳熱概念

1、化工原理 傳熱概念2022/9/4第1頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二一、 傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用傳熱：就是熱的傳遞，是自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中極普遍的 一種傳遞過(guò)程 。熱力學(xué)第二定律：只要存在溫度差，熱量會(huì)自發(fā)從高溫傳遞向低溫，直至溫度相等。傳熱方向：傳熱極限：傳熱推動(dòng)力：高溫低溫溫度相等溫度差傳熱應(yīng)用：科研、生產(chǎn)、生活2022/9/4第2頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二傳熱在化工生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用：1）加熱或冷卻，使物料達(dá)到指定的溫度；2）通過(guò)換熱，回收利用熱量；3）在高溫或低溫下操作的設(shè)備，要求保溫，以減少它們和外界傳熱。減少熱損失。4) 一些

2、單元操作過(guò)程，例如蒸發(fā)、蒸餾、干燥等，需要按一定的速率向設(shè)備輸入或輸出熱量。2022/9/4第3頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二二、傳熱的三種基本方式 1、熱傳導(dǎo) 熱量從物體內(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、較低的另一物體的過(guò)程稱為熱傳導(dǎo)，簡(jiǎn)稱導(dǎo)熱。 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)的一種傳熱方式。 微觀機(jī)理因物態(tài)而異 2022/9/4第4頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2、熱對(duì)流流體中質(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 對(duì)流只能發(fā)生在流體中。強(qiáng)制對(duì)流 自然對(duì)流 用機(jī)械能（泵、風(fēng)機(jī)、攪拌等）使

3、流體發(fā)生對(duì)流而傳熱。由于流體各部分溫度的不均勻分布，形成密度的差異，在浮升力的作用下，流體發(fā)生對(duì)流而傳熱 2022/9/4第5頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二3、輻射 物體受熱引起內(nèi)部原子激發(fā)，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)檩椛淠芤噪姶挪ㄐ问较蛑車l(fā)射，當(dāng)遇到另一個(gè)能吸收輻射能的物體時(shí)，輻射能部分或全部被吸收又重新變?yōu)闊崮堋?物體受熱而發(fā)出輻射能的過(guò)程稱為熱輻射特點(diǎn)：熱輻射不需要任何介質(zhì)作媒介，即可在真空中傳播。物體溫度，熱輻射能力。 實(shí)際傳熱過(guò)程：幾種傳熱方式可同時(shí)存在。2022/9/4第6頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二三、兩種流體熱交換的基本方式 1、直接接

4、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。 2、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(guò)同一室時(shí)，就可以通過(guò)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。2022/9/4第7頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二冷流體T1T2熱流體T1T2套管換熱器傳熱面為內(nèi)管壁的表面積A=dL 3、間壁式換熱2022/9/4第8頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二間壁式換熱的特點(diǎn)是冷、熱流體被一固體隔開(kāi)，分別在壁的兩側(cè)流動(dòng)，不相混合，通過(guò)固

5、體壁進(jìn)行熱量傳遞。傳熱過(guò)程可分為三步： 熱流體將熱量傳給固體壁面（對(duì)流傳熱）熱量從壁的熱側(cè)傳到冷側(cè)（熱傳導(dǎo)） 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。 2022/9/4第9頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4第10頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4第11頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4第12頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4第13頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4

6、第14頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4第15頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4第16頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二2022/9/4第17頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二列管式換熱器的換熱面積為管束管壁的全部表面積。 d管徑可分別用管內(nèi)徑di,管外徑d0或平均直徑dm來(lái)表示。則對(duì)應(yīng)的傳熱面積分別為管內(nèi)側(cè)面積Si，外側(cè)面積S0或平均面積Sm 2022/9/4第18頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二六、傳熱速率與熱通量 傳熱速率（熱流量 ）Q 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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）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 傳熱溫差以T表示，熱阻通常以R或r表示 2022/9/4第19頁(yè)，共20頁(yè)，2022年，5月20日，0點(diǎn)28分，星期二七、定態(tài)與非定態(tài)傳熱 定（穩(wěn)）態(tài)傳熱 在傳熱體系中