《流體力學(xué)與傳熱》4-1 傳熱概述

第4章傳熱4.1概述4.2熱傳導(dǎo)4.3對(duì)流傳熱4.4傳熱過程計(jì)算4.5熱輻射4.6換熱器4.1概述4.1.1傳熱過程在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用4.1.2傳熱的三種基本方式4.1.3冷、熱流體的接觸方式4.1.4熱載體及其選擇4.1.5間壁式換熱器的傳熱過程4.1.1傳熱過程在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用加熱或冷卻回收熱量保溫強(qiáng)化傳熱過程削弱傳熱過程

4.1.2傳熱的三種基本方式

一、熱傳導(dǎo)

通過分子運(yùn)動(dòng)的方式，熱量從物體內(nèi)溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分，或傳遞到與之接觸的另一物體的過程稱為熱傳導(dǎo)。

特點(diǎn)：沒有物質(zhì)的宏觀位移氣體分子做不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)時(shí)相互碰撞的結(jié)果固體導(dǎo)電體：自由電子在晶格間的運(yùn)動(dòng)非導(dǎo)電體：通過晶格結(jié)構(gòu)的振動(dòng)實(shí)現(xiàn)液體機(jī)理復(fù)雜

二、對(duì)流流體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)發(fā)生相對(duì)位移的熱量傳遞過程。

三、熱輻射物體因熱的原因發(fā)出輻射能的過程稱為熱輻射。

自然對(duì)流：由于流體內(nèi)溫度不同造成的浮升力引起的流動(dòng)。強(qiáng)制對(duì)流：流體受外力作用而引起的流動(dòng)。對(duì)流傳熱：流體與固體壁面之間的傳熱過程。能量轉(zhuǎn)移、能量形式的轉(zhuǎn)化不需要任何物質(zhì)作媒介

4.1.3冷、熱流體的接觸方式一、直接接觸式?jīng)鏊鳠嵝矢?，設(shè)備簡(jiǎn)單局限性（常用于氣體冷卻和水蒸汽冷凝）

二、蓄熱式優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單耐高溫缺點(diǎn)：設(shè)備體積大有一定程度的混合低溫流體高溫流體三、間壁式

傳熱面為內(nèi)管的表面積

（1）套管換熱器冷流體t1t2熱流體T1T2（2）列管換熱器傳熱面為殼內(nèi)所有管束的表面積

熱流體T1T2冷流體t1t24.1.4熱載體及其選擇

加熱劑：熱水(40~100℃)、飽和水蒸氣(100~180℃),礦物油(180~250℃)聯(lián)苯等低熔混合物(255~380℃）煙道氣(~1000℃)等冷卻劑：水(0~80℃)、空氣(>30℃)、冷凍鹽水(0~-15℃)、液氨(-15~-30℃)等熱負(fù)荷Q’：工藝要求，同種流體需升溫或降溫時(shí)吸收或放出的熱量，單位

J·s-1或W。傳熱速率Q（熱流量）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過換熱器的整個(gè)傳熱面?zhèn)鬟f的熱量，單位J·s-1或W。熱流密度q

（熱通量）

：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過單位傳熱面積傳遞的熱量，單位J·s-1·m-2或W·m-2。4.1.5間壁式換熱器的傳熱過程一、基本概念非穩(wěn)態(tài)傳熱

二、穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)傳熱

穩(wěn)態(tài)傳熱

式中 A──總傳熱面積三、冷、熱流體通過間壁的傳熱過程t2t1T1T2對(duì)流對(duì)流導(dǎo)熱冷流體Q熱流體穩(wěn)態(tài)傳熱：式中

tm──兩流體的平均溫差，℃或K；

A──總傳熱面積，m2