第五章、传热与传质培训课件

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1、第五章传热传质知识传热跟我们的生活密切相关传热在生活中的应用：1、做饭时，蒸、煮、炒等都是传热过程，饭菜凉了我们也要“热一热”再吃；2、冬天开暖气供暖，屋子里暖和、舒服；3、穿衣服要看天气，根据温度变化选择衣服，冬天穿棉袄，夏天穿单薄的衣服。什么是传热?传热即热量传递，凡是有温度差存在的地方，必然有热的传递，传热是极为普遍的一种能量传递过程，化工生产与传热的关系尤为密切。高温低温传热过程的推动力：温度差传热推动力传热在生产中的应用：1、物料的加热、冷却或者冷凝、蒸发过程。加热：熔盐炉、混合气预热、再沸器聚合釜夹套升温、汽提、干燥等冷却：采用

2、循环水、7℃水、-35℃盐水等冷却水转化器、合成炉用热水冷却冷凝：氯气液化、混合脱水、氯乙烯单体冷凝蒸发：碱液蒸发、PVC干燥传热在生产中的应用传热在生产中的应用2、化工设备和管道的保温（保冷），以减少热量（冷量）损失。保温：如蒸汽管道、热水管道。保冷：-35℃盐水、7℃水管道3、生产中热能的合理利用，废热回收。废热利用：氯化氢合成热用于溴化锂及采暖、转化反应热用于溴化锂机组研究传热的目的1、提高传热速率强化传热，减小设备尺寸，节省费用2、降低传热速率削弱传热，减少热量损失传热的基本方式热的传递是由于物体内部或物体之间的温度不同而引起的。当

3、无外功输入时，根据热力学第二定律，热总是自动地从温度较高的部分传给温度较低的部分，或是温度较高的物体传给温度较低的物体。根据传热机理的不同，传热的基本方式有热传导、对流和辐射三种。传热的分类传热的分类分类：按连续性按与时间的关系间歇传热连续传热非稳态传热：传热速率常数，稳态传热：传热速率=常数，一、热量传递的三种基本方式根据传热的机理不同，热量传递的基本方式分为三种：导热对流热辐射1、热传导（又称导热）当物体内部或两个直接接触的物体存在着温差时，由于分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起热量的传递。热量由高温度部分传到低温部分，或从

4、高温物体传到与之相接触的低温物体，直到各部分温度相等为止，这种热量传递过程称为导热。2、对流流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为对流传热（即对流）。对流的形式可分为：（1）、自然对流：由于流体中各处的温度不同而引起密度的差别。轻者上浮，重者下沉，流体之间产生相对位移。（2）、强制对流：由于泵、风机或搅拌等外力的作用使得流体质点强制运动。在化工传热过程中,通常是流体流经固体壁面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程.3、热辐射因物体本身温度的原因激发产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。辐射传热的特点是：（1）、能量传递过程中有能

5、量形式的转变（2）、任何物体只要在热力学温度零度以上都能发射辐射能第二节热传导一、热传导方程1、傅立叶定律TTT+dTT1T2dxδφx温度梯度，表示热流方向温度变化的强度，温度梯度越大，说明热流方向单位长度上的温差越大。负号表示热流方向与温度梯度方向相反,热量是沿温度降低的方向传递.傅里叶定理是研究传热过程的重要方程，在工程上主要解决三个问题：①计算传热量或热量损失；②确定面上的温度；③确定保温层的壁厚。傅立叶定律解决的问题2、导热系数（1）、固体的导热系数大多数固体的导热系数与温度大致呈线性关系。λ=λ0（1+αλt）αλ-------

6、-温度系数（2）液体的导热系数液态金属：液态金属导热系数比一般液体高液态金属导热系数随温度升高而降低。其他液体：水的导热系数最大，除水和甘油等几种液体外，大多数液体λ随温度升高略有减少，纯液体λ比混合液体一般要大一些。（3）气体的导热系数气体的导热系数随温度升高而增大，随压强增大而增加。二、传导传热的计算1、单层平面热传导TT1T2δφx称为导热热阻称为导热的推动力2、多层平壁的热传导TT2T3T1T4δ1φxδ3δ2三层平壁的热传导速率方程:n层平壁的热传导速率方程:各层平壁的温差降与该层的热阻成正比。3、单层圆筒壁的热传导单层圆筒壁的热

7、传导速率方程热阻为:上式也可以写成与平壁热传导速率方程类似形式:其中对数平均面积为:对数平均半径为:当r2/r1≤2时,T1Lr1r2T2dr4、多层圆筒壁的热传导三层圆筒壁的热传导速率方程n层圆筒壁的热传导速率方程Φr1r2r4r3T1T3T4T2ΔT=T1–Tn+15、保温层的临界半径r1r2t1tft1----保温层内表面温度；tf----环境温度r1、r2----分别为保温层内外壁半径；λ---为保温材料的导热系数α----为对流传热系数；L---为管长称为临界半径rcφBrcr2t2对流传热过程是从流体到固体壁或从固体壁到流体的传

8、热过程,是一个层流内层为主的导热和层流内层以外对流传热的综合过程.12第三节对流传热自然对流强制对流无相变化有相变化蒸汽冷凝液体沸腾膜状冷凝滴状冷凝对流传热分类对流传热分类一、对