文档介绍：第四章传热
教学基本要求
重点掌握:(1)流体无相变时对流传热系数的计算;
(2)热负荷、传热平均温差及总传热系数计算;
掌握: (1)传热的基本方式;
(2)传热速率方程式;
(3)稳态热传导的概念及计算;
2018/7/28
一、传热在化工生产中的应用
传热:是温度差而引起的热量传递过程(又称热传递)。
1、化工生产与传热的关系
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。
概述
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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、化工生产中所涉及的传热过程有以下两类:
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、传热的三种基本方式
1、热传导)(静止介质的传热)
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(流动介质的热传导)
由于流体质点的位移和混合,将热能由一处传到另一处的传递热量的方式,称为热对流。质点运动
强制对流:如果流体的运动是由于受到外力
的作用(泵、风机、搅拌等)所引起的。
自然对流:如果流体的运动是由于流体各部分温度的
不均匀分布,形成密度的差异所引起的。
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3、热辐射
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产生的电磁波在空间的传递,称为热辐射。
辐射传热的特点是:
(1)能量传递过程中有能量形式的转变
(2)任何物体只要在绝对零度以上都能发射辐射能
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1、间壁式换热器
1)换热器:进行换热的设备称为换热器。
2)间壁式换热:工业上,一般情况下不允许冷、热两种流体直接接触进行热交换,要求用固体壁面隔开,冷、热流体分别在壁的两侧流动,不相混合,通过固体壁进行热量传递。
例:套管式换热器
套管式换热器是由两种直径大小不同的直管组成的同心管,一种流体在内管中流动,另一种流体在内、外两壁间的环隙中流动,通过内管管壁进行热量交换。内管壁的表面积即为传热面积。
三、间壁换热过程的剖析
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