文档介绍：传热
传热过程在化工中的应用
传热是自然界和工程领域中较为普遍的一种传递过程,通常来说有温度差的存在就有热的传递,也就是说温差的存在是实现传热的前提条件或者说是推动力,在化工中很多过程都直接或间接的与传热有关。但是进行传热的目的不外乎是以下三种:
可见,传热过程是普遍存在的。
第一节:概述
传热的三种基本方式
一个物系或一个设备只要存在温度差就会发生热量传递,当没有外功加入时,热量就总是会自动地从高温物体传递到低温物体。根据传热的机理不同,热传递有三种基本方式:热传导,热对流和热辐射。化工生产中碰到的各种传热现象都属于这三种基本方式。
(一) 热传导(导热)
一个物体的两部分连续存在温差,热就要从高温部分向低温部分传递,直到个部分的温度相等为止,这种传热方式就称为热传导。
物质的三态均可以充当热传导介质,但导热的机理因物质种类不同而异,具体为:
固体金属:自由电子运动在晶格之间;
液体和非金属固体:个别分子的动量传递;
气体:分子的不规则运动。
(二) 对流传热
热对流是指物体中质点发生相对的位移而引起的热量交换,热对流是流体所特有的一种传热的方式,即存在气体或液体中,在固体中不存在这种传热方式。其中只有流体的质点能发生的相对位移。据引起对流的原因不同可分为:自然对流和强制对流。
热对流与流体运动状况有关,热对流还伴随有流体质点间的热传导,工程上通常将流体与固体之间的热交换称为对流传热,即包含了热传导和热对流。
(三)热辐射
热辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。一切物体都能以这种方式传递能量,而不借助任何传递介质。通常在高温下热辐射才是主要方式。
三种类型换热器
(1) 直接混合式——将热流体与冷流体直接混合的一种传热方式。很多人看过电影“洗澡”吧,老式澡堂中水池的水,是将水蒸汽直接通人冷水中,使冷水加热,此即直接混合式。如图所示。北方许多工厂的澡堂,仍然采用这种办法。
(2)蓄热式——先将热流体的热量储存在热载体上,然后由热载体将热量传递给冷流体、此即蓄热式换热器。如图所示。炼焦炉中煤气燃烧系统就是采用蓄热式换热。
(3)间壁式——热流体通过间壁将热量传递给冷流体,化工中应用极为广泛。有夹套式热交换器;蛇形式热交换器;套管式热交换器;列管式热交换器;板式热交换器。如图所示。
夹套式换热器