化工原理传热ppt

金属，自由电子的运动。
固体
分子晶体，分子的振动。
弹性波。
非金属 原子晶体，原子的振动。 晶格结构的振动，
离子晶体，离子的振动。
液体，分子的不规则热运动（布朗运动），介于气体与非金属之间。
气体，分子的不规则热运动（布朗运动）。
2．热对流（对流）(convection)：流体各部分之间发生相对位移所引起的热传 递。。由于同 时存在分子不规则热运动，所以对流必然伴随导热。 自然对流：宏观运动由流体密度差引起，而密度差由温度差引起。
二 载热体的选择原则： 1) 温度易于调节 2) 饱和蒸汽压较低，加热时不易分解； 3) 毒性小，不易燃、易爆、不易腐蚀设备 4) 价格便宜。 三工业上常 用的载热体
加热剂：热水、蒸和蒸气、矿物油、联苯混合物、熔盐及烟道 气；
冷却剂：水、空气和各种冷冻剂
§4.2 热传导
§4.2.1 基本概念和傅立叶定律
一 温度场和温度梯度
温度场：任一瞬间物体或系统内各点的温度分布总和，温
度场的数学表达式为： t f (x, y, z, )
当 t f (x, y, z), t 0
对流传热：强流制对动流的：流宏体观运与动固由体外壁力（面泵之、间风的机、热位量差传、递压差。等）引起。
3．热辐射（辐射）(radiation)：因热的原因而产生电磁波在空间的传递。特点： 1 不仅有能量的传递，而且还有能量形式的转换； 2 所有物体都能将热能以电磁波的形式发射出去， 不需 要任何介质。
按连续性
分类：
按与时间 的关系
间歇传热
连续传热
T
非稳态传热：传热速率常数，
0
稳态传热：传热速率=常数， T 0

六、传热基本方式（传热机理）
1．热传导（导热）(conduction)：物体的各部分之间不发生相对位移，仅借分子、 原子、自由电子等微观粒子的热运动而引起热量的传递，称为热传导
4、传热计算：传热速率方程与热负荷的计算、平均温 差推动力、总传热系数、污垢热阻、壁温计算、传热 面积、加热程度和冷却程度计算、强化传热的途径
熟悉的内容：
1、对流传热系数经验式建立的一般方法 2、蒸汽冷凝、液体沸腾对流传热系数计算 3、传热效率、传热单元数及其在传热操作型
计算中的应用 4、热辐射的基本概念、两灰体间辐射传热计
三 间壁式换热和间壁式换热器
冷、热流体被固体壁面所隔开，分别在固体壁面两 侧流动。冷、热 流体通过间壁进行热量交换。
1套管式换热器 2列管式换热器 固定管板式(结构图）、浮头式、U型管式 优点：单位体积内具有较大的传热面积。 3沉浸式、喷淋式
特点：只有热量传递。 传热速率(Q)：单位时间内通过传热面传递的热量，W； 热通量（q）：单位时间单位传热面积传递的热量，w/m2。
第四章 传 热
覆盖内容：
传热的基本方式及特点；定常传热及非定常传热的概 念；傅立叶定律，一维定常导热的计算（平壁圆筒壁 及球壁）；导热系数及其影响因素；对流传热过程分 析，牛顿冷却定律，传热基本方程式及其应用（传热 速率、平均温差、传热系数、污垢热阻和控制热阻）； 热效率与传热单元数的概念及计算；对流传热的主要 影响因素，对流传热系数准数关联式（熟练掌握管内 强制湍流对流传热系数），壁温估算；辐射传热的基 本概念，黑体、白体（镜体）、透热体和灰体，普郎 克定律，斯蒂芬-波尔茨曼定律，克希霍夫定律，两物 体间的辐射传热速率计算，角系数的概念，热损失的 计算；常用换热器的结构特点，换热器设计原则、步 骤。
单程列管式换热器
1— 外壳 2—管束 3、4—接管 5—封头 6—管板 7—挡板
双程列管式换热器
1—壳体 2—管束 3—挡板 4—隔板
§4-1-3栽热体及其选择 一 概念 物料在换热器内被加热或被冷却时，通常需用另一种流体供 给或取走热量，这种流体称为载热体，其中起加热作用的载 热体称为加热剂(或称加热介质)；起冷凝作用的载热体称为 冷却剂(或称泠却介质)。
传热面积：S0、Si、Sm。
图4-3 间壁两侧流体间传热
(1)热流体将热量传至固体壁面左侧(对流传热)。 (2)热量自壁面左侧传至壁面右侧(热传导)。 (3)热量自壁面右侧传至冷流体(对流传热)。
图4-4 套管式换热器 l一内管2一外管
它是由直径不同的两根管子同心套在一起构成的。冷、热流体分别 流经内管和环隙而进行热的交换。
掌握的内容：
1、热传导基本原理，一维定常态傅立叶定律及应用， 平壁及圆筒壁一维定常态热传导计算与分析
2、对流传热基本原理，牛顿冷却定律，影响对流传热 的主要因素
3、无相变管内强制对流的α关联式及应用；Nu、Re、 Pr、Gr等的物理意义及计算。正确选用α的计算式， 注意其用法和使用条件。
二蓄热式换热和蓄热器
蓄热式换热是在蓄热器中实现热交换的一种换热方式。蓄热器内 装有填充物(如耐火砖等)，热、冷流体交替地流过蓄热器，利用 固体填充物来积蓄和释放热量而达到换热的目的。
蓄热器结构简单，且可耐高温，因此多用于高温气体的加热。其 缺点是设备体积庞大，且不能完全避免两种流体的混合，所以这 类设备在化工生产中使用得不太多。
在实际问题中，传热方式很少单独存在，常常两种或三种共存
4—1—2 传热过程中热、冷流体(接触)热 交换的方式
一.直接接触式换热和混合式换热器 优点：传热效果好，设备结构简单
图4-1 混合式冷凝器
(a)并流低位冷凝器 (b)干式逆流高位冷凝器
1一外壳 2一淋水板 3、8一气压管 4一蒸汽进口 5一进水口 6－不凝气出 口 7一分离罐
算 5、列管换热器的结构及选型计算
了解的内容：
1、加热剂、冷却剂的种类和选用 2、各种常用换热器的结构特点及应用 3、高温设备热损失ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ算
重 点：传热基本方程式；对流传热 系数的影响因素及计算。
难 点：对流传热过程分析；最小值 流体；
§4-1概述
传热（热传递）：由温度差引起的能量传递。自发过程中热 量从高温传递到低温。 热力学：传递的总热量；传热学：讨论过程热量的传递速率。 目的：强化传热过程；削弱传热过程。