文档介绍：传热
第五章
传热
概述
热传导
对流传热
传热过程计算
传热的强化
换热器
热辐射
传热
概述
传热在食品工业中的应用
传热是指不同温度的两个物体之间或同一物体的两个不同温度部位之间所进行的热的传递。
在食品工业上,大多数生产过程都需要控制在一定的温度下进行,为了达到或保持所需要的温度,通常需要对物料进行加热或冷却。并且,这种热交换作为单元操作,总是与其他的单元操作结合在一起,或作为其他单元操作的一部分。例如对食品进行加热、冷却等,起到杀菌,便于保藏的作用;食品原料在加工中完成生化变化;液体食品的浓缩、干制食品的脱水等均离不开传热。
传热
食品生产中对传热过程的要求有以下两种情况:一种是强化传热过程。要求设备传热性能良好,以达到挖掘传热设备的潜力或缩小设备的尺寸;另一种是削弱传热过程,以达到减少热损失,节约能源,维持操作稳定,改善操作人员的劳动条件等。
传热
传热的基本理论
热量的传递是由于物体内部或物体之间的温度不同而引起的。根据传热机理的不同,传热的基本方式有热传导、热对流、热辐射三种。
传热
(1)热传导
它是内能由物体的一部分传递给另一部分或从一个物体传递给另一个物体,同时无物质质点迁移的传热方式。物体中温度较高的分子(或原子、自由电子等)因振动而与相邻温度较低的分子(或原子、自由电子等)发生碰撞,并将能量的一部分传给后者。热传导的特点是物体中的分子或质点不发生宏观的迁移。热传导通常发生在固体中,静止的液体或气体中也常常发生热传导。在层流流体中,传热方向与流向垂直时亦为传导。在流体中导热的作用并不明显。
传热
(2)热对流
热对流是流体各部分发生相对位移而引起的传热现象。对流传热时,伴随着流体质点相对运动,不同温度的质点因相互混合而交换热量。若流体的运动是由于受到外力(如机械搅拌)的作用所引起,则称为强制对流;若流体的运动是由于流体内部冷、热部分的密度不同引起的,则称为自然对流。
传热
(3)热辐射
热辐射既不依靠流体质点的移动,又不依靠分子之间的碰撞,而是借助各种不同波长的电磁波来传递能量的。热辐射的特点是不仅产生能量的转移,而且还伴随着能量形式的转换。当两个物体以热辐射的方式进行热能传递时,放热物体的热能先转化为辐射能,并以电磁波的形式向周围空间发射,当遇到另一物体时,电磁波的辐射能将部分或全部地被该物体吸收,又转变为热能。任何物体都能把热能以电磁波的形式辐射出去,也能吸收别的物体辐射出的电磁波而转变成热能。当物体的温度越高,则以辐射形式传递的热量就越多。
传热
实际上,上述三种基本方式,在传热过程中很少单独存在,往往是互相伴随着同时出现。例如在焙烤食品时,在食品的烘烤区域范围内,兼有热辐射、热对流、热传导三种传热方式,并且是以热辐射为主。所以,三种基本传热方式在某种场合下是以某种方式为主而已。
传热
在食品生产中,由于换热的目的和工作条件的不同,换热方式可分为以下两类。
(1)间壁式换热
间壁式换热是通过固体壁面将冷、热两种流体隔开,热流体先将热量传给固体壁面,再以热传导的方式通过固体壁面,然后由固体壁面将其所吸收的热量传给被加热的冷流体以达到换热的目的。它是食品工业上应用最广泛的一种换热形式。