文档介绍：第四章传热
第一节:概述
第二节:传导传热
第三节:对流传热
第四节:热交换计算
第五节:换热器
第六节:辐射传热
2017/7/1
第四章 传热
一、化工中的传热现象
二、热源和冷源*
三、传热的三种基本方式
四、两种流体热交换的基本方式
五、典型的间壁式换热器及其传热过程
六、传热速率与热通量
第一节 概述
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一、传热在化工生产中的应用
传热:就是热的传递,是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递过程。
1、化工与传热
1)绝大多数化学反应过程都要求在一定的温度下进行,为了使物料达到并保持指定的温度,就要预先对物料进行加热或冷却,并在过程中及时取出放出的热量或补充需要吸收的热量。
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2)一些单元操作过程,例如蒸发、蒸馏、干燥等,需要按一定的速率向设备输入或输出热量。
3)在高温或低温下操作的设备,要求保温,以减少它们和外界传热。
4)对于废热也需合理的利用与回收。
2、化工生产中传热过程的两种情况
1)强化传热:各种换热设备中的传热。
2)削弱传热:如对设备和管道的保温,以减少热损失
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二、热源和冷源
1、热源
1)电热:特点是加热能达到的温度范围广,而且便于控制,使用方便,比较清洁。但费用比较高。
2)饱和水蒸气:
优点:饱和水蒸气的冷凝温度和压强有一一对应的关系,调节饱和水蒸汽的压强就可以控制加热温度,使用方便,而且饱和蒸汽冷凝过程的传热速率快。
缺点:饱和水蒸气冷凝传热能达到的温度受压强的限制。
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3)烟道气
烟道气的温度可达700℃以上,可以将物料加热到比较高的温度。
缺点:传热速度慢,温度不易控制。
4)高温载热体:
优点:沸点高(饱和蒸汽压低),化学性质稳定。
2、冷源
一般采用水、空气和冷冻盐水等作为冷源。
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三、传热的三种基本方式
1、热传导
热量从物体内部温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之相接触的温度、较低的另一物体的过程称为热传导,简称导热。
特点:物质间没有宏观位移,只发生在静止物质内的一种传热方式。
微观机理因物态而异
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2、热对流
流体中质点发生相对位移而引起的热量传递,称为热对流
对流只能发生在流体中。
强制对流
自然对流
用机械能(泵、风机、搅拌等)使流体发生对流而传热。
由于流体各部分温度的不均匀分布,形成密度的差异,在浮升力的作用下,流体发生对流而传热
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3、辐射
辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于热的原因而发出辐射能的过程,称为热辐射。
辐射传热,不仅是能量的传递,还伴随着能量形式的转化。
辐射传热不需要任何介质作媒介,可以在真空中传播。
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四、两种流体热交换的基本方式
1、直接接触式传热
直接接触式传热的特点是冷、热两流体在传热器中以直接混合的方式进行热量交换,也称混合式换热。
2、蓄热式换热
蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充填耐火砖作为填料,当冷、热流体交替的通过同一室时,就可以通过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体,达到两流体换热的目的。
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