主要内容本章介绍了三种基本传热方式,即导热、对流传热.ppt

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1、主要内容：本章介绍了三种基本传热方式，即导热、对流传热、辐射传热的基本概念和定律；详细分析了对流传热过程机理，建立了对流传热速率方程以及表面传热系数的经验关联式；由总传热速率方程出发，对传热过程进行设计计算和操作分析、诊断；介绍了换热设备的类型和列管式换热器的设计和选用。重点内容：①对流传热过程的基本概念、定律、传热速率方程；②管内强制湍流流动时表面传热系数的经验关联及影响因素；③总传热速率方程以及传热过程的计算。第六章传热6.1概述一、传热过程在工业生产中的应用传热即热的传递（以温度差为推动力的能量传递现象）根据热力学第二定律，凡是有温度差的存在就必然有热的传递，因此传热是自然界和工程

2、领域中较为普遍的一种传递过程。许多单元操作，如蒸发、精馏、干燥、结晶、冷冻、吸收和萃取等，无不直接或间接与传热有关。传热的目的和用途：加热或冷却：为满足生产工艺要求，如保证化学反应、单元操作的正常进行，对物料进行加热或冷却、汽化或冷凝，使物料达到指定的温度和相态；换热：回收和利用废热，节省能源保温：为减少热损失，对高温或低温的设备及管道进行保温隔热。如工业上分离空气的精馏塔，塔内温度在-180℃，如设备不保温绝热，则冷量损失太大，且操作无法进行。化工生产对传热要求可分为两种情况：强化传热：如各种换热设备中的传热，强化传热可降低设备费用。削弱传热：保温，减少热损失。化工生产过程中需要解决的

3、传热问题大致分为两类：（1）传热过程的计算，包括设计型计算和操作型计算；（2）传热过程的改进与强化二、传热学与热力学（物理化学）内容：研究方法不同：热力学研究的是黑箱法，只研究体系与环境的能量交换，不考虑机理。它是建立热力学三大定律上的严格数学推导。传热学的研究方法是一种工程方法。①数学模型法②因次分析法，常常用大量经验式组成、半经验半理论的方法。三、传热的三种基本方式热的传递是由于物体内或系统内的两部分之间的温度差而引起的，净的热流方向总是由高温处向低温处流动。根据传热机理不同，热的传递有三种方式：传导、对流和辐射热传导：热传导又称导热。是指热量从物体的高温部分向同一物体的低温部分、

4、或者从一个高温物体向一个与它直接接触的低温物体传热的过程。导热是静止物体的一种传热方式，不依靠物质的宏观位移。热传导在气、液、固中均可以进行，但传导的机理不同。金属--自由电子的扩散运动；非金属和大部分液体（除水银等）——晶格振动和分子碰撞；气体———分子不规则热运动。如：一根铁棒一端放在火炉上烧，热量会通过铁棒传递到另一侧，但无物质的宏观位移。对流传热：　依靠流体的宏观位移，将热量由一处带到另一处的传递现象。对流传热过程伴随着流体质点间的热传导。工程上习惯常将流体与固体壁面之间的传热称为对流传热。实际上包括对流和传导两种形式：靠近壁面附近的流体层（层流内层）中依靠热传导的方式传热，在

5、流体主体（湍流）中则主要依靠对流方式传热。辐射传热：　　是指因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。物体将热能变为辐射能，以电磁波的形式在空中传播，当遇到另一物体时，又被全部或部分地吸收而变为热能。特点:(1)不需要介质(2)Ea∝T4三种传热方式一般不单独存在，往往相互伴随，同时出现。如热量在设备保温层中的传递，以导热为主，而由保温层向空气散热，则是对流和辐射并联传热的结果。四、传热过程冷热流体接触方式直接接触式间壁式蓄热式1.直接接触式冷热流体在换热设备中直接混合，而达到换热的目的。这种换热方式，传热面积大，设备简单，常常起到其它的作用(另有目的)CO+H2O→CO2+H2+Q2.间

6、壁式3.蓄热式五、几个术语1.稳态传热和非稳态传热稳态传热：在传热系统中各点的温度分布不随时间而改变的传热过程；稳态传热时各点的热流量不随时间而变，连续生产过程中的传热多为稳态传热。非稳态传热：传热系统中各点的温度既随位置又随时间而变的传热过程。2.传热速率Q（w）和热通量q(w/m2)3.换热器热负荷:生产上要求流体温度变化吸收或放出的热量对于间壁式换热器，假设换热器绝热良好，热损失忽略不计，则单位时间内换热器中热流体放出的热量等于冷流体吸收的热量。无相变时显热Q=qm1Cp1(T1-T2)=qm2Cp2(t2-t1)恒压比热Cp:恒压条件下，单位质量的物质升高或降低1℃所需（放出）的

7、热量，KJ/Kg.℃。取平均温度下的数值计算。有相变时（蒸汽冷凝、液体沸腾）相变热Q=qmrr:汽化潜热，KJ/Kg。如热流体是饱和蒸汽，在换热器中冷凝后，冷凝液温度T2低于饱和温度T1。则Q=qm1[r+Cp1(T1-T2)]=qm2Cp2(t2-t1)第二节：热传导一、傅立叶定律：物体或系统内两点间的温度差是热传导的必要条件。若物体两部分间连续存在着温度差，则热能将从高温部分自动流向低温部分。直至整个物体各部分温度相等为止，热传