文档介绍：第4章传热
概述
传热过程在化工生产中的应用
传热的三种基本方式
冷、热流体的接触方式
热载体及其选择
间壁式换热器的传热过程
第4章传热
传热过程在化工生产中的应用
目的
举例
措施
加热或冷却
加热反应物,使之达化学反应温度
强化传热
加热精馏进料,在饱和温度下入塔分离
冷却饱和的结晶母液,使结晶析出
换热
精馏塔顶、塔底物料与进料的换热
锅炉的废气包、受热面
保温
锅炉、热反应塔器、热管线的保温
削弱传热
冰箱的隔热层
传热的三种基本方式
一、热传导
特点:在传热方向上物系内部无相对位移。
机理:靠分子、原子和自由电子等微观粒子在不同温度下的“热运动强烈程度不同”而进行的热量传递。
 金属(优良导电/热体):靠自由电子运动
不良导体(固)和大多数液体:靠晶格振动(原子、分子在其平衡位置附近的振动、碰撞等)
气体:靠分子的不规则运动和碰撞。
导热一般在固体、静止或滞流流体中进行,而不能在真空中进行。
二、对流
流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。
自然对流:因温差引起流体流动;
机理:由于流体各部分温度的不均匀分布,造成密度的差异,在浮力的作用下,流体发生相对流动,形成热量的交换。
强制对流:人为促使流体流动(滞、湍)。
靠施加外力的办法强迫流体流动
对流传热:流体与固体壁面之间的传热过程。
由导热和对流两种传热方式共同参与的传热称对流换热。即:对流传热=导热+对流
三、热辐射
能量传递的同时伴有能量形式的转化
不需要任何物质作媒介
因“热”产生的电磁波在“空间”的传递。所谓空间指的是真空、气体和极少数的“透明”固体。
自然界中一切物体都在不停地发射辐射能,同时又不断地吸收来自其它物体的辐射能,并将其转化为热能。物体之间相互辐射和吸收能量的总结果,称为辐射传热。由于高温物体发射的能量比吸收的多,而低温物体则相反,从而使净热量从高温物体传递向低温物体。
冷、热流体的接触方式
一、直接接触式
将热流体与冷流体直接混合的一种传热方式。
二、蓄热式
先将热流体的热量存储在热载体上,然后由热载体将热量传递给冷流体
传热面为内管的表面积
(1)套管换热器
冷流体t1
t2
热流体T1
T2
三、间壁式
热流体通过间壁将热量传递给冷流体
(2)列管换热器
传热面为壳内所有管束的表面积
热流体T1
T2
冷流体t1
t2
热载体及其选择
加热剂:热水、饱和水蒸气
矿物油或联苯等低熔混合物、烟道气等
用电加热
冷却剂:水、空气、冷冻盐水、液氨等
加热温度180C 饱和水蒸气
冷却温度30C 水