9、加热及传热过程的安全分析资料
化工原理传热实验报告数据处理
化工原理传热实验报告数据处理一、引言在化工工程中,传热是一个非常重要的过程。
通过实验研究传热过程,可以帮助我们更好地理解传热机制,优化传热设备的设计和运行。
本实验旨在通过传热实验数据的处理和分析,研究不同传热介质和传热条件下的传热性能。
二、实验目的1.熟悉传热实验的基本原理和操作方法;2.学习传热实验数据的处理和分析方法;3.掌握不同传热介质和传热条件下的传热性能。
三、实验仪器和材料1.传热实验装置:包括传热介质循环系统、加热系统、温度测量系统等;2.传热介质:可以选择水、油等。
四、实验步骤1.准备实验装置:确保实验装置的正常运行,检查加热系统、循环系统和温度测量系统是否正常;2.设置实验参数:根据实验要求,设置传热介质的流量、温度和压力等参数;3.开始实验:打开实验装置的电源,启动传热介质循环系统,加热传热介质到设定温度;4.记录数据:在实验过程中,记录传热介质的流量、温度和压力等数据;5.结束实验:实验结束后,关闭实验装置的电源,停止传热介质循环系统;6.处理数据:对实验记录的数据进行处理和分析。
五、数据处理和分析1.温度变化曲线分析:根据实验记录的温度数据,绘制温度变化曲线。
通过观察曲线的变化趋势,分析传热介质在不同条件下的传热性能;2.热传导计算:根据实验数据和传热方程,计算传热介质的热传导系数。
可以通过改变传热介质和传热条件,比较不同情况下的热传导系数差异;3.热对流计算:根据实验数据和传热方程,计算传热介质的热对流系数。
可以通过改变传热介质和传热条件,比较不同情况下的热对流系数差异;4.换热器效率计算:根据实验数据和换热方程,计算换热器的换热效率。
可以通过改变传热介质和传热条件,比较不同情况下的换热效率差异。
六、实验结果与讨论1.温度变化曲线:根据实验数据绘制的温度变化曲线显示,在不同传热介质和传热条件下,温度的变化趋势有所差异。
这表明传热介质的传热性能受到传热介质和传热条件的影响;2.热传导系数:通过计算传热介质的热传导系数,可以发现不同传热介质的热传导性能有所差异。
化工单元操作原理安全技术措施
化工单元操作原理安全技术措施(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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热分析实验报告
热分析实验报告实验目的热分析实验是用于研究物质在升温或降温过程中的物理和化学性质变化的实验方法。
本实验的目的是通过热分析技术,研究样品在升温过程中的热行为,并分析其热性质。
实验原理热分析涉及到一系列技术方法,主要包括差热分析(Differential Thermal Analysis,DTA)、热重分析(Thermogravimetric Analysis,TGA)和热差式量热计(Differential Scanning Calorimetry,DSC)。
在本实验中,我们将主要使用差热分析和热重分析来研究样品的热性质。
差热分析是利用样品与参比样品之间在温度升高或降低过程中吸放热量的差别,来研究样品的物理和化学性质变化。
当样品发生物理或化学变化时,其吸放热量的差别会引起差热曲线的偏移。
通过分析差热曲线的形态和峰的位置,我们可以了解样品的热反应性质。
热重分析则是通过记录样品在升温过程中质量的变化来研究样品的热分解和失水性质。
当样品发生热分解或失水时,其质量会发生变化。
通过分析热重曲线,我们可以确定样品的热分解温度和相应的质量损失。
实验步骤1.准备样品和参比样品。
样品应为已知组成和纯度的物质,参比样品应为不发生物理或化学变化的物质。
2.使用差热分析仪器,将样品和参比样品装入样品盒和参比盒中,并将其放置在差热分析仪中。
3.设置差热分析仪的升温程序和扫描速率。
升温程序应根据样品的性质来选择,扫描速率则应根据实验要求来确定。
4.开始差热分析实验,记录差热曲线。
实验过程中,温度将逐渐升高或降低,样品和参比样品的吸放热量差别将被记录下来。
5.使用热工分析仪器,将样品和参比样品装入热重分析仪器中,并将其放置在恒温器中。
6.设置热重分析仪器的升温程序和扫描速率。
升温程序应根据样品的性质来选择,扫描速率则应根据实验要求来确定。
7.开始热重分析实验,记录热重曲线。
实验过程中,样品和参比样品的质量变化将被记录下来。
实验结果与分析通过对差热曲线和热重曲线的分析,我们可以得到样品的热性质信息。
加热常见缺陷及事故
为了防止发生过热甚至过烧,要求温度管 理工,也就是看火工,在工作中一定要严 守岗位,精心操作,严格执行三勤制度: 即勤观察、勤联系、勤调整;做到三掌握: 掌握板坯在炉内的位置、掌握温度和时间、 掌握板坯在炉内的运行情况,严格执行工 艺制度、温度制度和停轧降温制度,合理 控制各段的空燃比,掌握当班的生产计划, 炉子的运行情况,轧线的生产节奏,作好 不同钢种、不同规格、不同温度的板坯在 炉内各段的温度过渡,就能杜绝事故,确 保安全。
2020/7/9
三、什么是脱碳?如何防止? 加热时,原料板坯的表面层所含的碳被
氧化而减少的现象,称为脱碳。造成脱碳 的气体有氧气、氢气、二氧化碳、和水蒸 汽。 脱碳钢淬火后,表面硬度、疲劳强度及 耐磨性降低,而且表面形成拉应力,易形 成网状裂纹。脱碳对普通钢的机械性能影 响不显著。但对某些合金钢如滚珠轴承钢, 则会影响耐磨性和抗压性。脱碳还能使烧 损量大大增加。
氧化铁皮的构造特性,除与钢的化学成分有关外, 还受加热温度、加热时间和炉气成分等因素的影 响。通常在低温温段生成的氧化铁皮较少。当加 热到600-700℃时,氧化开始显著生成氧化铁 皮。在900-1000℃时氧化铁皮急剧增加,氧化 铁皮生成量增多,主要原因是温度高,时间长。 炉内的氧化气氛越强,生成的氧化铁皮就越多。
2020/7/9
如发现有上翘下曲的现象,要检查以下项 目:
上下部段炉温是否准确真实,注意烧嘴和热 电偶是否有关系。
有无单个烧嘴燃烧不正常,空气量过大,火焰 短小,使在其上方停留的板坯下表面温度低. 板坯空气量不足,火焰上飘,使在其上方的板 坯上表面温度高。
3、检查下部段的炉温差,根据轧线要求可 以随时调整。
2020/7/9
结合这两个因素,应当在第一加热段,第二 加热段采用弱还原性气氛;均热段采用弱氧 化性气氛.这样铁皮容易剥离。预热段炉温 较低,板坯表面温度也低.氧化烧损很小。 因此,预热段可采用弱氧化性气氛。
化工原理传热复习讲解
化工原理
传热复习
本章学习目的
掌握传热的基本原理、传热的规律,并运用这些原理和规律 去分析和计算传热过程的有关问题: 换热器的设计和选型 换热器的操作调节和优化 强化传热或削弱传热(保温)
化工原理
(1)本章重点掌握的内容 傅里叶定律;单层、多层平壁热传导速率方程,单层、多层 圆筒壁热传导速率方程及其应用 牛顿冷却定律;平均温度差; 对流传热系数的影响因素及量纲分析法 换热器的能量恒算,总传热速率方程和总传热系数的计算, (2)本章应掌握的内容 传热的基本方式 换热器的结构形式和强化途径 对流传热系数的影响因素及量纲分析法
查得 46 10 28℃ 时
2
Q ms1r ms1c p146 10 29.3 2.89 32.19kW
c p1 0.963kJ / (kg K)
为求A1、A2就应求出两段交界处冷却水温度
ms2c p2 32 5 Q
t 32 Q1 32 29.3 7.45℃
组合结果
傅里叶定律
牛顿冷却定 律
辐射定律
dQ dA t n
dQ dA(T Tw ) E0
C0
(T 100
)Hale Waihona Puke 4两流体通过间壁传 高(低)温设备散
热
热(冷)
8
导热
化工原理
概念: 导热系数(单位、固液气λ的相对大小)、 t对λ的影响
公式:
1、傅里叶定律
q dQ t
20
化工原理
7. 在开发和使用传热系数的时,需要确定的特征物理量是( )、 ( )和( )。
8. 水在管内做湍流流动,若使流速提高至原来的2倍,则其对流 传热系数约为原来的( )倍;若管径改为原来的1/2,则其对流 传热系数约为原来的( )。
第四章 传热分析
10
(三)傅立叶定律
t dQ dA n
式中 dQ ── 热传导速率,W或J/s;
dA ── 导热面积,m2;
t/n ── 温度梯度,℃/m或K/m;
── 导热系数,W/(m· ℃)或W/(m· K)。
负号表示传热方向与温度梯度方向相反
2018/10/11 11
二、热导率
dQ / dA q t / n t / n
2l (t1 t n 1 ) t1 t n 1 t1 t n 1 n = n n层圆筒壁: Q= n 1 ri 1 bi ln Ri ri i 1 i i 1 i Ami i 1
多层圆筒壁改变每一层的位置,对传热有没有影响?(如何确 定层位置)
2018/10/11 26
三、两流体通过间壁换热过程 (一)间壁式换热器
热流体T1
t2
冷流体t1
T2
夹套式换热器
2018/10/11
4
(二)传热速率与热流密度 传热速率Q(热流量):单位时间内通过换热器的
整个传热面传递的热量,单位 J/s或W。
热流密度q (热通量) :单位时间内通过单位传
热面积传递的热量,单位 J/(s. m2)或W/m2。
Q q A
2018/10/11 5
(三)稳态与非稳态传热 非稳态传热 Q , q, t f x , y , z , 稳态传热
Q , q, t f x , y , z
t 0
2018/10/11
6
(四)两流体通过间壁的传热过程
T1 t2
(1)热 流 体 管 壁 内 侧
L u
反映流体的流动状态 对对流传热的影响
传热学 第9章-传热过程分析和换热器计算
第九章 传热过程分析和换热器计算在这一章里讨论几种典型的传热过程,如通过平壁、圆筒壁和肋壁的传热过程通过分析得出它们的计算公式。
由于换热器是工程上常用的热交换设备,其中的热交换过程都是一些典型的传热过程。
因此,在这里我们对一些简单的换热器进行热平衡分析,介绍它们的热计算方法,以此作为应用传热学知识的一个较为完整的实例。
9-1传热过程分析在实际的工业过程和日常生活中存在着的大量的热量传递过程常常不是以单一的热量传递方式出现,而多是以复合的或综合的方式出现。
在这些同时存在多种热量传递方式的热传递过程中,我们常常把传热过程和复合换热过程作为研究和讨论的重点。
对于前者,传热过程是定义为热流体通过固体壁面把热量传给冷流体的综合热量传递过程,在第一章中我们对通过大平壁的传热过程进行了简单的分析,并给出了计算传热量的公式 t kF Q ∆=, 9-1式中,Q 为冷热流体之间的传热热流量,W ;F 为传热面积,m 2;t ∆为热流体与冷流体间的某个平均温差,o C ;k 为传热系数,W/(⋅2m o C)。
在数值上,传热系数等于冷、热流体间温差t ∆=1 o C 、传热面积A =1 m 2时的热流量值,是一个表征传热过程强烈程度的物理量。
在这一章中我们除对通过平壁的传热过程进行较为详细的讨论之外,还要讨论通过圆筒壁的传热过程,通过肋壁的传热过程,以及在此基础上对一些简单的包含传热过程的换热器进行相应的热分析和热计算。
对于后者,复合换热是定义为在同一个换热表面上同时存在着两种以上的热量传递方式,如气体和固体壁面之间的热传递过程,就同时存在着固体壁面和气体之间的对流换热以及因气体为透明介质而发生的固体壁面和包围该固体壁面的物体之间的辐射换热,如果气体为有辐射性能的气体,那么还存在固体壁面和气体之间的辐射换热。
这样,固体壁面和它所处的环境之间就存在着一个复合换热过程。
下面我们来讨论一个典型的复合换热过程,即一个热表面在环境中的冷却过程,如图9-1所示。
传热学内容总结
绪论部分一、热量传递的三种基本方式⒈导热应充分理解导热是物质的固有本质,无论是气体、液体还是固体液态还是固态,都具有导热的本领。
利用傅里叶定律进行稳态一维物体导热量的计算。
应能区分热流量Φ和热流密度q。
前者单位是w,后者单位是w/m2,且q=Φ/A。
同时还应将热流量Φ与热力学中的热量Q区别开来,后者的单位是J。
传热学中引入了时间的概念,强调热量传递是需要时间的。
充分掌握导热系数λ是一物性参数,其单位为w/(m·K);它取决于物质的热力状态,如压力、温度等。
对不同的物质,可用教材的附录查得导热系数值。
⒉对流掌握对流换热是流体流过固体壁面且由于其与壁面间存在温差时的热量传递现象,它与流体的流动机理密不可分;同时,由于导热也是物质的固有本质,因而对流换热是流体的宏观热运动(热对流)与流体的微观热运动(导热)联合作用的结果。
初步会运用牛顿冷却公式或计算对流换热量。
注意其中A为换热面积,必须是流体与壁面间相互接触的、与热量传递方向相垂直的面积。
掌握对流换热的表面传热系数h为一过程量,而不像导热系数λ那样是物性参数。
也正因为如此,不同对流换热过程的表面传热系数的数量级相差很大。
⒊热辐射掌握热辐射的特点,区分它与导热及对流的不同之处。
掌握黑体辐射的斯蒂藩—玻耳兹曼定律。
它是一个黑体表面向外界发射的辐射热量,而不是一个表面与外界之间以辐射方式交换的热量。
通过对两块非常接近的互相平行黑体壁面间辐射换热的计算,以了解辐射换热的概念。
应注意三种热量传递方式并不是单独出现,常常串联或并联在一起起作用。
可以结合日常生活及工程实际中的实例加深理解。
二、传热过程与传热系数⒈传热过程充分理解传热过程是热量在被壁面隔开的两种流体之间热量传递的过程。
在传热过程中三种热量传递方式常常联合起作用。
能对一维平壁的传热过程进行简单的计算。
理解传热系数K是表征传热过程强弱的标尺。
既然对流换热表面传热系数h是过程量,它常作为传热过程的一个环节,因而传热系数也是过程量。
传热过程分析与换热器的热计算
传热过程分析与换热器的热计算传热是指物体之间由于温度差异而出现的热量传递的现象。
传热过程分析是研究物体内部和物体之间的热量传递方式和传热速率的科学方法。
而换热器是一种用于加热或冷却流体的设备,通过换热器进行传热过程,可以实现能量的转移和利用。
本文将重点介绍传热过程分析和换热器的热计算。
热传导是一种由于温度梯度引起的分子间能量传递方式。
它主要发生在固体内部或固体与液体/气体之间接触的表面上。
热传导的传热速率与温度差、导热系数和传热距离有关。
可以使用傅里叶热传导定律来计算热传导速率。
对流传热是通过流体的传递热量。
它可以分为自然对流和强制对流。
自然对流是通过密度差异引起的流体运动,而强制对流是通过外部力(例如风扇或泵)的作用引起的流体运动。
对流传热的传热速率与流体的热导率、流体速度、传热表面积和温度差有关。
可以使用牛顿冷却定律或恒定换热表达式来计算对流传热速率。
辐射传热是通过电磁辐射传递热量。
辐射传热不需要介质,可以在真空中传递热量。
辐射传热的传热速率与物体的表面温度、发射率和表面积有关。
可以使用斯特藩-玻尔兹曼定律来计算辐射传热速率。
在换热器的热计算中,需要确定热源和热负荷之间的传热量。
考虑到换热器的热效率,还需要根据实际运行条件计算热量损失。
热计算的基本原则是能量守恒。
以热交换器为例,热交换器是常见的换热器类型之一,用于在两个流体之间交换热量。
热交换器通常由两个平行的管道组成,一个用于热源,一个用于热负荷。
通过选择合适的热交换器类型和优化设计,可以最大限度地提高热交换效率。
热交换器的热计算主要包括确定传热量、计算传热系数和计算温度差。
传热量可以通过两个流体的热容和温度差来计算。
传热系数是一个表示热交换器传热性能的常数,可以根据热交换器类型和流体性质来确定。
温度差可以通过温度测量仪器来测量。
热交换器的热计算还需要考虑热损失。
热损失可以通过热辐射、热传导和热对流来计算。
对于热辐射损失,可以使用斯特藩-玻尔兹曼定律。
食品加工中的热传导与传热技术研究
食品加工中的热传导与传热技术研究近年来,食品安全问题一直备受关注。
食品加工中的热传导和传热技术研究,对于提高食品加工的效率和安全性具有重要意义。
本文将探讨热传导在食品加工中的应用及相关技术的研究进展。
热传导是热量在物质中的传递过程。
在食品加工中,热传导起着至关重要的作用。
一方面,热传导可有效地提高食品加热速度,保持食品原有的营养成分和口感。
另一方面,热传导还可以促进食品中的化学反应,提高产品质量和风味。
首先,我们来看一下热传导在食品加工中的具体应用。
在食品烹饪中,我们常常使用不同的热传导方式来加热食物。
例如,煮沸是利用液体的热传导来加热食物。
同时,通过烤箱、蒸汽等方式,也能够有效地利用热传导来进行食品加热。
同时,我们还需关注热传导技术在食品加工中的研究进展。
近年来,许多科学家们致力于开发新型的传热技术,以提高食品加工的效率和品质。
例如,微波辅助热传导技术是一种应用微波辐射与传统传热方式相结合的新型技术。
它可以快速提高食品加热效率,并且减少能源消耗。
此外,超声波辅助传热技术也被广泛研究。
超声波的振动可以激发食品中的分子,从而提高传热速度和效果。
除了研究新型的传热技术,科学家们还努力探索热传导的机理以及如何优化传热过程。
例如,研究人员通过实验和数学模拟,深入了解食品中的热传导过程,并提出了一系列的数学模型和算法。
这些模型和算法可以用于指导食品加工过程中的传热操作,提高产品的均质性和稳定性。
此外,研究人员还致力于开发新型的传热材料,以提高传热效率和控制加热过程。
这些材料具有优异的导热性能和较低的能量损耗,可以更加精确地控制食品加热过程。
在研究传热技术的同时,我们也要意识到食品安全对于食品加工过程的重要性。
传热技术的运用应以食品安全为前提,并严格控制加热过程中的温度和时间。
传热过程中的温度控制是确保食品加热均匀和内外温度差不大的关键。
同时,加热时间的控制也要合理,以确保食品在加热过程中达到最佳的杀菌效果,从而保证食品安全。
传热学第九章-传热过程分析和换热器热计算-2
特点?
10.什么是污垢热阻? 工程实际中,怎样减小管路中的污垢 热阻? 举几个例子.
11.强化传热系数的原则是什么? 12.什么是有源强化换热(主动式强化换热)和无源强化换热
(被动式强化换热)? 13.怎样使用试验数据, 用威尔逊图解法求解传热过程分热
阻? 14.有那些隔热保温技术. 什么是保温效率?
1Cr
1Cr
上面的推导过程得到如下结果,对于顺流:
当 qmchhqmccc时
Cr
Cmin Cmax
Ch Cc
1exp
CkAh (1Cr
)
1Cr
当 qmchhqmccc时,同样的推导过程可得:
Cr
Cmin Cmax
Cc Ch
1exp
CkAc (1Cr
)
1Cr
上面两个公式合并,可得:
Cr
④ 利用NTU计算 ⑤ 利用(9-17)计算,利用(9-14)计算另一个 ⑥ 比较两个,是否满足精度,否则重复以上步骤
从上面步骤可以看出,假设的出口温度对传热量的影响 不是直接的,而是通过定性温度,影响总传热系数,从而 影响NTU,并最终影响 值。而平均温差法的假设温度 直接用于计算 值,显然-NTU法对假设温度没有平均温 差法敏感,这是该方法的优势。
传热学第九章-传热过程分析和换热器热计算
换热器的热计算有两种方法:平均温差法
传热综合实验报告
传热综合实验报告传热综合实验报告一、实验目的传热综合实验是为了让学生掌握传热基本原理和方法,以及学习各种传热方式的特点和应用。
通过实验,学生可以了解传热的基本规律、掌握传热过程中的数据处理方法,并能够运用所学知识分析和解决工程问题。
二、实验原理1. 传热基本概念传热是物质内部能量的转移,是由于温度差而引起的。
它包括三种方式:导热、对流和辐射。
导热是指物质内部分子之间的能量转移;对流是指物质内部或外部流体中,因温度差而引起的能量转移;辐射则是指物体表面发射出来的电磁波辐射。
2. 热导率测量在实验中,我们使用了稳态法测量铜棒、铝棒和不锈钢棒的导热系数。
稳态法测量时,在杆上选取两个距离L处,分别测量两点温度差ΔT1和ΔT2,并利用公式计算出杆上的导热系数λ。
在实验中,我们使用了水冷却装置对不锈钢棒进行对流传热实验。
通过测量水的进口温度、出口温度、水流量和杆表面温度,计算出对流传热系数h。
4. 辐射传热测量在实验中,我们使用了黑体辐射器和红外线探测仪对不同材料的辐射传热进行了测量。
通过调节黑体辐射器的温度和测量红外线探测仪的输出电压,计算出各种材料的辐射传热系数ε。
三、实验步骤1. 稳态法测量导热系数(1)将铜棒、铝棒和不锈钢棒依次放入加热器中加热。
(2)当杆上温度稳定后,在距离L处分别用两个温度计测量两点温度差ΔT1和ΔT2。
(3)根据公式λ=(P/kA)×L/ΔT求出导热系数λ。
2. 对流传热测量(1)将不锈钢棒插入水冷却装置中。
(2)调节水流量和水温,使其保持稳定状态。
(3)测量水的进口温度、出口温度、水流量和杆表面温度。
(4)根据公式h=q/(T1-T2)×A×(1-ε)求出对流传热系数h。
(1)将黑体辐射器加热至一定温度,并测量其输出电压。
(2)将不同材料的样品放置于黑体辐射器前方,并用红外线探测仪测量其输出电压。
(3)根据公式ε=V/V0×(T/T0)^4求出各种材料的辐射传热系数ε。
【ANSYS Fluent培训】9-传热问题分析
4、共轭传热
• 在固体域加入热源模拟电子部件的生成热
5、自然对流
• 当流体加热后密度变化时,发生自然 • 对流 • 流动是由密度差引起的重力驱动的
• 有重力存在时,动量方程的压力梯度 • 和体积力项重写为::
• • 其中
5、自然对流
• Boussinesq 模型假设流体密度是不变的,只是改变动量方程沿着重力方向的体积 力
6、实例
Training Manual
Advanced Contact & Fasteners
2、能量方程
• 能量输运方程:
Unsteady
Conduction
• 单位质量的能量 E :
Conduction
Species Diffusion
Viscous Enthalpy Dissipation Source/Sink
• 对可压缩性流体,或者密度基求解器,总是考虑压力做功和动能。对压力基求解器 计算不可压流体,这些项被忽略,可以用下面的命令加入:
• 混合 – 对流和辐射边界的
•
结合.
• 壁面材料和厚度可以定义 • 为一维或壳导热计算
4、共轭传热
• CHT固体域的导热和流体域的对流换热耦合 • 在流体/固体交界面使用耦合边界条件
Gபைடு நூலகம்id
Velocity Vectors
Temperature Contours
Coolant Flow Past Heated Rods
• 适用于密度变化小的情况 (例如,温度在小范围内变化). • 对许多自然对流问题,Boussinesq 假设有更好的收敛性 • 常密度假设减少了非线性. • 密度变化较小时适合. • 不能和有化学反应的组分输运方程同时使用. • 封闭空间的自然对流问题 • 对稳态问题,必须使用 Boussinesq 模型. • 非稳态问题,可以使用 Boussinesq 模型或者理想气体模型
传热学-9 传热过程和换热器
t
t
t1
t1
t1
t 2
t1
t 2
t 2 A
t 2 A
t
t
t1
t1
t1
t1
t 2
t 2
t 2
A
t 2 A
以顺流情况为例,作如下假设:
(1)冷、热流体的质量流量 qm2、qm1以及比热容 C2, C1是常数;
(2)传热系数是常数; (3)换热器无散热损失; (4)换热面沿流动方向的导热量可以忽略不计。
阻值。虽然 o 1,但 o 1 ,所以加肋侧总热
阻减小,传热热流量增加。
(2)调节壁面温度
9-1 传热过程的分析和计算
对于蒸汽加热的暖气包,由于蒸汽凝结换热系数 h1远远大于暖气包对室内空气自然对流时的h2,使这 一传热过程中的总热阻完全决定于h2一侧的换热热阻。 因此在h2一侧加导热热阻较小的肋片是最有效的改进 措施。
ho
1
1
hi Ai
hi dil
圆柱面导热: Φ= (twi two ) 1 ln do
2 l di
9-1 传热过程的分析和计算
外部对流:
Φ two t f 2 two t f 2
1
1
ho Ao ho dol
hi
Φ
t fi t fo
ho
1 1 ln( do ) 1
hi dil 2l di ho dol
在表面传热系数较小的一侧采用肋壁是强化传热 的一种行之有效的方法。
9-1 传热过程的分析和计算
四 临界热绝缘直径
圆管外加肋片是强化换热还是消弱传热(圆管外加保热 层)取决于增加表面积后所引起的对流换热热阻减小的程度 及导热热阻增加的程度的相对大小。
加热工作总结
加热工作总结
在工业生产中,加热工作是非常重要的一个环节。
无论是在金属加工、玻璃制造、化工生产还是食品加工等领域,加热工作都扮演着至关重要的角色。
在过去的一段时间里,我有幸参与了公司的加热工作,并在此总结一下我的经验和心得。
首先,我要强调的是加热工作的安全性。
在进行加热作业时,必须要严格遵守操作规程和安全操作规范,确保加热设备的正常运行和操作人员的安全。
同时,加热工作中的高温、高压等危险因素也需要引起足够的重视,必须要做好防范措施,确保工作环境的安全。
其次,加热工作的效率也是非常重要的。
在加热工作中,我们需要根据不同材料的特性和加热要求,选择合适的加热设备和加热方法,以提高加热效率和节约能源。
同时,加热工作中的温度控制也是至关重要的,需要通过合理的控温手段,确保加热过程中的温度稳定和精准。
另外,加热工作中的设备维护和保养也是不可忽视的。
加热设备是加热工作的关键,如果设备出现故障或损坏,将会对生产造成严重影响。
因此,我们需要定期对加热设备进行检查和维护,确保设备的正常运行和使用寿命。
最后,我认为加热工作需要不断的学习和创新。
随着科技的不断发展和进步,加热工作的技术和方法也在不断更新和改进。
我们需要不断学习新的加热技术和方法,不断提高自己的技能水平,以适应生产的需要。
总的来说,加热工作是一个综合性的工作,需要我们在安全、效率、设备维护和创新等方面都要有所考虑和努力。
我相信在不断的总结和实践中,我们一定能够做好加热工作,为生产的顺利进行贡献自己的力量。
化工-传热过程分析和换热器计算
hidi 21 d,换热削弱;另一方面,降 低了对流换热热阻,使得换热赠强,那么,综合效果到底是 增强还是削弱呢?这要看d/ddo2 和d2/ddo22的值
Φ
l(t fi t fo )
1 1 ln( do1 ) 1 ln( do2 ) 1
增加管程
1-2型换热器
TB,in (shellside)
TA,out
TB,out
TA,in (tube side)
进一步增加管程和壳程 2-4型换热器
管壳式换热器
优点 缺点
结构坚固,对压力和温度的 适用范围大。
管内清洗方便,清洁流体宜 走壳程。
处理量大。
传热效率、结构紧凑性、 单位换热面积的金属耗 量等不如新型换热器。
_____小于1的修正系数。
图10-23~10-24给出了管壳式换热器和交叉流式换热器的 。
对于其它的叉流式换热器,其传热公式中的平均温度的 计算关系式较为复杂,工程上常常采用修正图表来完成 其对数平均温差的计算。具体的做法是:
(a)由换热器冷热流体的进出口温度,按照逆流方式 计算出相应的对数平均温差;
在假设的基础上,并已知冷热流体的 进出口温度,现在来看图中微元换热 面dA一段的传热。温差为:
t t1 t2 dt dt1 dt2
t1 t1 dt1 t1
在固体微元面dA内,两种流体的换 热量为:
d kdA t
t2 dt2 t2
t2
对于热流体: 对于冷流体:
1 d qm1c1dt1 dt1 qm1c1 d
可见,当地温差随换热面呈指数变化,则沿整个换热面的平
均温差为:
tm
1 A
A 0
t xdAx
1 A
实验室加热操作安全要求
实验室加热操作安全要求实验室加热操作是化学实验中常见的操作之一,常用于加热溶液、固体反应物或进行升华等实验。
而加热操作的不当操作则容易造成化学品爆炸、起火、中毒等安全事故。
为了保证实验室的安全,以下是实验室加热操作的安全要求:1.选用合适的加热设备实验室中一般采用加热器、电热板、燃气灯等设备进行加热操作。
在选择加热设备时,应根据实验需要选择合适的设备,避免选择功率过大或过小的设备,以免造成实验品损坏或加热不均匀引起危险。
2.加热物品应切合实验需求加热物品应选择适合的容器,并注意检查容器是否密闭。
加热不开放的容器时将产生过大的压力并且很容易将容器炸裂,从而对人造成危险。
当实验物品熔点较高或是可燃物时,不宜直接进行燃气灯加热操作,应使用电热器或电热板进行加热。
3.保持加热用户以及设备的稳定在加热过程中,加热设备应放置在稳定的台面或实验桌上,尽量避免移动设备和容器,以免容器不稳而发生倾斜、滑动、爆炸等事故。
4.使用适当的温度控制方法加热过程中应根据实验数据及经验判断在何时可以能够达到需要的温度,选择适当的控制方法(如油浴、水浴、燃气灯)并调整好加热温度和时间。
同时,对于高温加热时,加热过程应尽可能的避免出现瞬间变化或者明显温度突变,以免造成实验结果的不准确或受到污染的风险。
5.使用适当的防护装备在进行加热操作时,应佩戴符合安全要求的衣物和防护装备,如化学安全护目镜、耐高温手套等,以保护自己可以尽可能地减少权利。
特别是对于在加热过程中可能释放有毒气体或烟雾的化学试剂,需要使用适当的排气设备和防护装备。
6.加热操作过程中应保持专注在进行加热操作时,需全神贯注、认真观察化学实验的每个细节,随时关注实验情况的变化,特别加强对实验过程的监控和控制。
若发生任何异常情况,应立即处理或者停止实验操作。
加热实验操作是实验室中重要的实验技巧,在操作过程中严格遵守安全要求,保证实验室的安全才能更好地提高实验的效率,进一步发挥实验研究的作用。
传热导热传热导热教程
而是流体与固体壁直接接触时的换热过程,即 对流换热,它是对流和导热两种方式的联合 作用的结果。
2.1 热传递的基本知识
2.1 热传递的基本知识
2、 传热的三种基本方式
(3)、热辐射和辐射换热:
物体以电磁波方式向外传播热量的过程称热辐射。 被传递的热量称为辐射热。
2.2 导 热
3、无内热源稳定态导热量的计算
将d式代入c式中得:
t1 C 2
t2 C 1 C 2
C1
t1
t2
2.2 导 热
3、无内热源稳定态导热量的计算
将C积分常数代入上式得:
t
t2
t1
x
t1
平壁内温度分布方程,是一根直线
传热量:
2.2 导 热
3、无内热源稳定态导热量的计算
上式可写成: q t
3) 导热系数与温度的关系为:
t o bt
或
t o (1 t )
式中:λt 、λo 分别为材料在t℃、0℃
的导热系数 ,w/m·℃
2.2 导 热
1、导热的基本概念及定律
说明
在实际计算时,导热系数值常取物体两极端温度
的算术平均值。即:
av
o
bt1
t2 2
4)气体或的:导热系数:表a2v-1o(1t12t2)
它是矢量,其正方向是朝温度升高的方向。
2.2 导 热
1、导热的基本概念及定律 (4) 热流和传热量:
单位时间内通过单位面积上所传递的热量称热流。 用“q”表示,单位W/m2 热流是矢量,其正方向朝温度降低方向,与温 度梯度的正方向相反。 单位时间内,通过总传热面积上所传递的热量称 传热量。用“Q”表示,单位W
加热及传热过程安全技术
加热及传热过程安全技术传热在化工生产过程中的应用主要有创造并维持化学反应需要的温度条件、创造并维持单元操作过程需要的温度条件、热能综合和回收、隔热与限热。
热量传递有热传导、热对流和热辐射三种基本方式。
实际上,传热过程往往不是以某种传热方式单独出现,而是以两种或三种传热方式的组合。
化工生产中的换热通常在两流体之间进行,换热的目的是将工艺流体加热(汽化),或是将工艺流体冷却(冷凝)。
加热过程安全分析:加热过程危险性较大。
装置加热方法一般为蒸汽或热水加热、载热体加热以及电加热等。
1.采用水蒸气或热水加热时,应定期检查蒸汽夹套和管道的耐压强度,并应装设压力计和安全阀。
与水会发生反应的物料,不宜采用水蒸气或热水加热。
2.采用充油夹套加热时,需将加热炉门与反应设备用砖墙隔绝,或将加热炉设于车间外面。
油循环系统应严格密闭,不准热油泄漏。
3.为了提高电感加热设备的安全可靠程度,可采用较大截面的导线,以防过负荷;采用防潮、防腐蚀、耐高温的绝缘,增加绝缘层厚度。
添加绝缘保护层等措施。
电感应线圈应密封起来,防止与可燃物接触。
4.电加热器的电炉丝与被加热设备的器壁之间应有良好的绝缘,以防短路引起电火花,将器壁击穿,使设备内的易燃物质或漏出的气体和蒸气发生燃烧或爆炸。
在加热或烘干易燃物质,以及受热能挥发可燃气体或蒸气的物质,应采用封闭式电加热器。
电加热器不能安放在易燃物质附近。
导线的负荷能力应能满足加热器的要求,应采用插头向插座上连接方式,工业上用的电加热器,在任何情况下都要设置单独的电路,并要安装适合的熔断器。
5.在采用直接用火加热工艺过程时,加热炉门与加热设备间应用砖墙完全隔离,不使厂房内存在明火。
加热锅内残渣应经常清除以免局部过热引起锅底破裂。
以煤粉为燃料时,料斗应保持一定存量,不许倒空,避免空气进入,防止煤粉爆炸;制粉系统应安装爆破片。
以气体、液体为燃料时,点火前应吹扫炉膛,排除积存的爆炸性混合气体,防止点火时发生爆炸。
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• 温度高时,压力较大
• 100 oC:0.1Mpa • 200 oC:1.56Mpa
18
• 水蒸汽加热方法:
• 直接加热:鼓泡器 • 间接加热:排除器与疏水阀的应用
19
• (2)热水 • 一般用于100 oC以下,需高温时,高压热水 • 优点:
• 得用二次热源,节约能量
• 缺点:
• 给热系数低 • 不稳定
• 热能综合与回收
• 传热回收,综合利用
• 隔热与限热
• 减小能量的损失,维持系统温度,利于安全
2
• 传热过程安全分析:
• 加热过程:明确规定和严格控制升温上限和升温速度 • 放热过程:抑制反应速度,加设冷却装置和紧急放料装置
• 加热介质与方法
• 蒸汽或热水 • 载热体加热 • 电加热
• 加热过程危险性分析
9、加热及传热过程的安全分析
1
9.1 化工生产中传热过程危险性分析
• 化学工业与传热
• 创造并维持化学反应需要的温度条件
• 合成氨:470-520度 • 氨氧化法制备硝酸:800度 • 涉及到的两个过程:吸热与放热
• 创造并维持单元操作过程需要的条件
• 蒸发、结晶、蒸馏、干燥等过程需要热量的传入或输出
20
• (3)高温有机物:400 oC • (4)无机熔盐:550 oC • (3)其他:
• 液体金属:300-800 oC • 烟道气:1100 oC • 电:3000 oC
21
• 9.4.2 冷却剂和冷却过程 • 水:通常10-30 oC,地下水4-15 oC
• 循环水的使用
• 空气: • 冷冻盐水: • 制冷剂:氨、氟里昂
22
9.5 换热器安全技术
• 9.5.1 按换热器的用途分类
• 加热器 • 预热器 • 过热器 • 蒸发器 • 再沸器 • 冷却器 • 冷凝器
23
• 9.5.2 按换热器传热面形状和结构分类
• 管式换热器 • 板式换热器 • 特殊形式换热器
24
• 9.5.3 按换热器所用材料分类
• 金属材料换热器 • 非金属材料换热器
一般原则: ①不洁净的或易结垢的流体----- 易于清洗侧
②腐蚀性流体------管程
③压力高的---- 管程 ④温度远高于环境的或远低于环境的流体----- 管程
⑤蒸汽----(便于排放冷凝液及不凝性气体)壳程 ⑥粘度大的或流量较小的流体---- 壳程
管径、管长、管数
32
设计方法及步骤:
根据换热任务,选定一些参数,如流速、K 等
冷流体:冷水、空气、盐水
6
9.2.2 典型换热过程安全分析
直接接触式 分类 间壁式
蓄热式
t
T 直接接触式
T
t
间壁式
冷热流流体体
蓄热式
7
套管式
间壁式换热器 列管式
t1
夹套式
t1
T1
T2
T1
t2
套管式
T1
T2
夹套式
T2
t2
列管式
8
9
10
11
列管式换热器 管程数:单管程、双管程、多管程 壳程数:单壳程、双壳程、多壳程
辐 射 传 热 :靠电磁波传热
电热炉4 烧水
对流传热:
t
自然对流
强制对流
tw
Q
Q
t1
t2
边界层是对流传热
Q
的主要热阻所在。
电热炉烧水
流动的流体与外界的传热
静止流体与外界的传热
牛顿冷却定律:Q At1 t2
对流传热系数,W/m2K 5
• 化工生产中的热交换
热流体 冷流体
加热剂:水蒸汽、热水、油 目的不同
温度补偿问题: 补偿圈补偿-----固定管板式换热器 换热器两端管板和壳体是连为一体的。 其特点是结构简单、制造成本低,适用于壳体和管束温 差小、管外物料比较清洁、不易结垢的场合。 当壳体和管子之间的温差较大(60~70℃ )且壳体承受 压力不太高时,可采用补偿圈(又称膨胀节)。
30
温度补偿问题: 浮头补偿------浮头式换热器 一端管板用法兰与壳体连接固定,另一端在壳体中自由 伸缩,整个管束可以由壳体中拆卸出来。 适用于壳体与管束间温差大且需经常进行管内外清洗的 场合。
Tw tw
t
14
T1
t2
Q KAtm
1 ------称为总传热热阻
KA
Q的计算
无相变时: Q qhcph T1 T2 qccpc t2 t1
有相变时: Q qr
T2
t1
T Tw tw
t
T1
t2
15
K的计算
(1)查经验数据:P156表9-1 (2)现场测定 (3)公式计算
试算 A
校核 K、A
初选换热器型号及规格
33
其它类型的换热器
强化管式换热器:
翅
片
管
式
------
横向传热面积大,传热效率高,总传热系数为光管的四至八倍
。
34
35
板式换热器
板式换热器是由一组波纹金属板 组成,板上有孔,供传热的两种流体 通过.金属板片安装在一个侧面有 固定板和活动压紧板的框架内,并 用夹紧螺栓夹紧. 板式换热器作为一种新型、高效 、节能的换热设备已越来越在众 多领域广泛应用,并且有逐步取代 其它类型之趋势.
36
螺旋板换热器:
▲传热效率高
传热效率为列管式换热器的1~3倍
▲阻力小
以较低的压力损失,处理大容量蒸 气或气体;有自清刷能力,因其介 质呈螺旋形流动,污垢不易沉积; 清洗容易,可用蒸气或碱液冲洗, 简单易行,适合安装清洗装置;介 质走单通道,允许流速比其它换热 器高。
37
冷入
冷出 热入
热出
38
冷出
25
9.5.4 换热器结构与性能特点
列管式换热器(管壳式换热器) 构造
壳体、管板、管束、顶盖(封头)、挡板纵 横向 向
26
27
壳体、管板、管束、顶盖(封头)、挡板纵 横向 向
28
温度补偿问题:
温差在50℃以上时,要考虑温度补偿问题
T1
t0(环境)
Tw
T
tw
t
t1
t2
T2
列管式
29
U型管补偿------U型管式换热器 用于壳体与管子间温差大的场合,但管内清洗比较困难。
31
选用、设计原则
已知:换热任务(一种流体的进、出口温度、流量) 设计内容:
冷却剂或加热剂的选定:
常用的冷却剂有:水、空气、液氨等 常用的加热剂有:水蒸汽、热空气、烟道气、热油、联苯混合物等
冷、热流体的走向:
冷入 热入
热出
39
40
• 9.5.5 换热器安全运行分析
41
传热过程的强化
用较少的传热面积或较小的设备完成同样的传热任务(设计),或 力求使换热设备在单位时间、单位面积传递的热量尽可能地大。
Q KAtm
1.提高tm -----程度有限,一般不可随意改变
(1)采用逆流流动 (2)提高加热剂温度或降低冷却剂温度,但这种方法将受到工艺条件的限制。
b
1
1
T t b
1
总推动力 总热阻
T t 1
1dA1 dAm 2dA2 1dA1 dAm 2dA2
K xdA
式中 A 可取 A1、Am、A2 等。
T2
t1
出
总传热系数,单位W/m2K
平均传热温差 T
Q K x tdA KAtm
进
-------总传热速率方程
2、增大 A----设计时可以,操作时不易改变
3、提高 K
1
1
b
1
KA h1 A1 Ra1 kAm Ra2 h2 A2
要设法减小热阻较大项,才能有效地提高 K 值。
42
以冷、热流体均为等温变化为例。
T Q
Tw
Tw
tw
tw
t
1
b
1
1 A1
Am
2 A2
T t
1 b 1
1 A1 Am 2 A2
T2
t1
T Tw tw
T1
T
t
t2
t
T Tw tw
t
16
T
t
1 1b1
K 1 2
T Tw tw
考虑到实际传热时间壁两侧还有污垢热
• 蒸汽或热水 • 载热体加热 • 电加热
3
9.2 工业传热过程机理与传热安全分析
• 9.2.1 传热过程机理分析
传热方式:
热 传 导 :发生在相互接触的物质之间和物质(静止或层流流动)内部,
传热靠分子的无规则热运动,
(导热) 无物质的宏观位移
对
流
传
热
:自然对流 强制对流
发生在流体内部,且流体有宏观位移
阻,则上式变为:
t
1 K
1
1
Ra1
b
Ra2
1
2
17Biblioteka 9.4 工业加热载体与冷却剂
• 9.4.1 加热剂与加热方法 • (1)水蒸汽
• 最常用的加热剂,通常为饱和蒸汽 • 优点:
• 潜热大,消耗少 • 给定压力下,冷凝温度恒定 • 给热系数大,可在低温差下操作 • 价廉,无毒无失火危险
t1 T1
t1 T2 T2 T1
t2
单管程、单壳程
t1
T2
t2