文档介绍：第四章 传热及传热设备
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第一节 概 述
一、传热在化工生产中的应用
在物体内部或者物系间,只要存在温度差,就会自动发生从高温处向低分之间的温度差而引起的，热量传递方向总是由高温处自动地向低温处移动。温度差越大，热能的传递越快，温度趋向一致，就停止传热。所以传热过程的推动力是温度差。
根据传热机理的不同，热量传递的基本方式有三种：即热传导、热对流和热辐射。
：又称传导传热,简称导热，即在同一物体内或连接紧密的不同物体间,热量会自动地从高温向低温传递的方式。本质上它是依靠物体内分子的热振动和自由电子的运动而进行热能的传递。在热传导中物体中的分子不发生相对位移,如铁棒的传热等 。固体、液体和气体都能以这种方式传热。
：又称对流传热,是指流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程。热对流可分为自然对流和强制对流，强制对流传热状况比自然对流好。热对流这种传热方式仅发生在液体和气体中。
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第一节 概 述
：又称辐射传热,是物质由于本身温度的原因激发产生电磁波而被另一低温物体吸收后,又重新全部或部分地转变为热能的过程。因此辐射传热,不仅是能量的传递，还同时伴随有能量形式的转化。另外,辐射传热不需要任何介质作媒介,它可以在真空中传播。这是热辐射与热传导及热对流的根本区别。一般只有物体温度大于400℃时,才有明显的热辐射。
实际上，以上三种传热方式很少单独存在，一般都是两种或三种方式同时出现。在一般换热器内，辐射传热量很小，往往可以忽略不计，只需考虑热传导和热对流两种传热方式。
四、稳定传热与不稳定传热
在传热系统中温度分布不随时间而改变的传热过程称为稳定传热。连续生产过程中的传热多为稳定传热。
若传热系统中温度分布随时间变化的传热过程称为不稳定传热。工业生产上间歇操作的换热设备和连续生产时设备的启动和停车过程，都为不稳定的传热过程。
化工生产过程中的传热多为稳定传热，本章只讨论稳定传热。
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第二节 热 传 导
一、导热基本规律
在一个由固体物质组成的壁面如图4-6所示,面积为S,壁厚为δ, 两侧壁面温度分别为t1和t2,单位为K或℃。热量以热传导方式沿着与壁面垂直的方向从一侧传递到另一侧。实践证明：如果在与壁面垂直的方向上任取一传热厚度db,其对应温度降为dt，则单位时间内通过该壁面传递的热量Q有下列关系：
(4-1)
负号表示传热方向与温度升高方向相反。
式中Q称为导热速率,单位为W；dt/db为沿传热方向温度变化的强度,称为温度递度；λ称为热导率,又称导热系数。
式（4-1）称为热传导基本方程，或称为傅里叶（Fourier）定律。
图4-6 平壁热传导
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第二节 热 传 导
（导热系数）
导热系数表征物质导热能力的强弱，为物质的物理性质之一，单位是W/（m·K）或 W/（m·℃)。其值越大，则物质的导热能力越强。当需要提高导热速率时，可选用导热系数大的材料；反之，应选用导热系数小的材料。
各种物质的导热系数通常用实验方法测定，可在专用化工手册中查得。导热系数数值的变化范围很大，一般来说，金属的导热系数最大，非金属固体次之，液体的较小，而气体的最小。
温度对导热系数的影响较大，二者之间具有线性关系，即 有：λ=λ0(1+at) , 式中a称为温度系数；
压强对物体的导热系数基本无影响。只有气体在压力很高时（大于200MPa），其导热系数才随压强的增大而增大。
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第二节 热 传 导
二、平壁的热传导
按图4-6所示，利用傅立叶定律并分离变量积分，整理后有：