文档介绍：内蒙古农业大学食品科学与工程学院《食品工程原理》讲稿 CH5-§1
第五章传热 Teat Transfer
第一节概述 Generalization
5— 1 传热的基本概念 The Basic Concepts of Heat
Transfer
传热(heat transfer 或 heat transmission)过程即热量传递过
程。在化工生产过程中,几乎所有的化学反应过程都需要控制在一定
的温度下进行。为了达到和保持所要求的温度,反应物在进入反应器
前常需加热或冷却到一定温度。在过程进行中,由于反应物需要吸收
或放出一定的热量,故又要不断地导入或移出热量;有些单元操作,
如蒸馏、蒸发、干燥和结晶等,都有一定的温度要求,所以也需要有
热能的输入或输出,过程才能进行;此外,许多设备或管道在高温或
低温下操作,若要保证管路中输送的流体能维持一定的温度以及减少
热量损失,则需要保温(或隔热);近十多年来,随着能源价格的不断
上涨,回收废热及节省能源已成为降低生产成本的重要措施之一。以
上所讲到的情况,都与热量传递有关。可见,在化工生产中,传热过
程具有相当重要的地位。
There are Two Kinds of Problem encountered in practice of
chemical engineering production.
化工生产中常遇到的传热问题,通常有以下两类:
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Higher rate of Heat transfer required
一类是要求热量传递情况好,亦即要求传热速率高,这样可使完
成某一换热任务时所需的设备紧凑,从而降低设备费用;
Insulation of Heat
另一类是像高温设备及管道的保温,低温设备及管道的隔热
等,则要求传热速率越低越好。我们学习传热的目的,主要是能
够分析影响传热速率的因素,掌握控制热量传递速率的一般规
律,以便能根据生产的要求来强化和削弱热量的传递,正确地选
择适宜的传热设备和保温(隔热)方法。
本章主要讨论热量从高温向低温稳定地自发进行传递的过程。
1、传热基本方式 The Basic Modes of Heat Transfer
热的传递是由于系统内或物体温度不同而引起的。当无外功输
入时,根据热力学第二定律,热总是自动地从温度较高的部分传给
温度较低的部分,或是从温度较高的物体传给温度较低的物体。根
据传热机理不同,传热的基本方式有三种:传导(conduction)、对
流(convection)和辐射(radiation)。
热传导 Conductive Heat Transfer
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定义:当物体内部或两个直接接触的物体之间存在着温度差异
时,物体中温度较高部分的分子因振动而与相邻的分子碰撞,并将
能量的一部分传给后者,藉此,热能就从物体的温度较高部分传到
温度较低部分。称这种传递热量的方式为热传导。又称导热。
特点:在热传导过程中,没有物质的宏观位移。
Characteristics:There is no macro displacement during the
heat transfer.
对流传热 Convective Heat Transfer
定义(definition):流体质点的位移和混合,将热能从一处传
到另一处。
特点:质点位移
举例:工程中通常将流体和固体壁面之间的传热称为对流。
分类:
①强制对流(forced convection)
流体的运动是由于受到外力的作用(风机、泵等)所引起 The
Movement of the fluid is caused by fan and pumps.
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②自然对流(natural convection)
流体内部冷、热部分的密度不同而引起。It is caused by the
density difference between the part of hot fluid and part of
the cold fluid.
(1) 辐射传热 Radiative Heat Transfer
定义(definition):the radiation is a process that the