化工原理 传热1.pptVIP

传热过程的应用 传热：就是热的传递，是自然界和工程技术领域中极普遍的 一种传递过程 。 1、化工与传热 1）绝大多数化学反应过程都要求在一定的温度下进行，为了使物料达到并保持指定的温度，就要预先对物料进行加热或冷却，并在过程中及时取出放出的热量或补充需要吸收的热量。 作业： 5-1、5-3、5-4 接触热阻可忽略不计 合比定律 所谓双层玻璃，就是将传统门窗上的单片玻璃换成了两片玻璃，由于两片玻璃之间的空气层没有采用有效的密封材料进行密封，从而导致大量的灰尘、水气非常容易进入两片玻璃之间，因此双层玻璃在建筑中是被限制使用的产品。　　所谓真空玻璃，顾名思义就是两片玻璃之间的空间层为真空状态，从而大大降低了该玻璃产品的导热能力；但由于真空玻璃的生产工艺非常复杂，无法实现大批量的工业化生产，而且价格偏高，因此在普通的民居中较少使用。　　所谓中空玻璃，是将两片玻璃通过有效的密封材料密封和间隔材料分隔开，并在两片玻璃之间装有吸收水气的干燥剂，从而保证中空玻璃内部长时间为干燥的空气层，无水气、灰尘存在；同时中空玻璃易进行大批量工业化生产，因此中空玻璃是新建建筑中被大量推荐采用的产品。 在寒冷的北方， 许多住房的 玻璃窗都是双层 玻璃的，现在我们来建立一个简单 的数学模 型，研究一下双层玻璃到底有多 大的功效。 比较两座其他条件完全相同的房屋，它们 的 差异仅仅在窗户不同。 x=r-r1 Am=2πrml 绝大多数化学反应过程都要求在一定的温度下进行，为了使物料达到并保持指定的温度，就要预先对物料进行加热或冷却，并在过程中及时取出放出的热量或补充需要吸收的热量。 如图为汽柴油加氢精制反应装置，原料油 300-425度 温度和1.6-15Mpa 压力以及氢气存在条件下，通过 加氢催化剂床层，使其中所含 硫、氮、氧等非烃类化合物分别与氢气作用转化成易于除去的 硫化氢、氨和水；使不安定 稀烃和某些稠环芳烃饱和，将金属杂质截留，保留其中 烃部分，将烃类中不理想成分通过加氢反应转化为理想成分。 改善油品 稳定性能、腐蚀性能、燃烧性能等 工艺过程。 换热过程，可回收利用热量或冷量， 在高温或低温下操作的设备，要求保温，以减少热量或冷量的损失。 强化传热：如换热器中需用冷却水对物料冷却，希望传热速率尽可能大 削弱传热：如对设备和管道的保温，以减少热损失 ，如暖气管道，外面有保温材料，再如双层玻璃、水瓶中抽真空 * 化工原理－－2 0 1 5 §5.1 概述 加热或冷却 换热 保温 强化传热过程 削弱传热过程 一、传热目的 2）一些单元操作过程，例如蒸发、蒸馏、干燥等，需要按一定的速率向设备输入或输出热量。 3）在高温或低温下操作的设备，要求保温，以减少它们和外界传热。 4）对于废热也需合理的利用与回收。 2、化工生产中传热过程的两种情况 1）强化传热：各种换热设备中的传热。 2）削弱传热：如对设备和管道的保温，以减少热损失 二、传热的三种基本方式 （一）热传导 （导热） 特点：没有物质的宏观位移 微观机理因物态而异 ， 重点讨论宏观规律 （二）对流 对流只能发生在流体中。 流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。 自然对流 强制对流 §5.1 概述 主要发生在固体、静止流体、 层流内层中。 （三）、辐射 辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于热的原因而发出辐射能的过程，称为热辐射。 辐射传热，不仅是能量的传递，还伴随着能量形式的转化 辐射传热不需要任何介质作媒介，可以在真空中传播。 物体发射电磁波，在红外、可见光范围内具有热效应。 物体温度↑，热辐射能力↑。 实际传热过程：三种方式同时存在 通常只有在高温下才成为主要的传热方式 间壁式换热 器 间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别在壁的两侧流动，不相混合，通过固体壁进行热量传递。 传热过程可分为三步： 热流体将热量传给固体壁面（对流传热） 热量从壁的热侧传到冷侧（热传导） 热量从壁的冷侧面传给冷流体（对流传热） 壁的面积称为传热面，是间壁式换热器的基本尺寸。 三、传热速率与热阻 t2 t1 T1 T2 对流 对流 导热 冷流体 Q 热流体 t2 t1 T1 T2 对流 对流 导热 冷流体 Q 热流体 热负荷Q’：工艺要求，同种流体需要温升或温降时，吸收或放出的热量，单位 J/s或W。 §5.1 概述 传热速率Q： 热流量 J/s或W 单位时间内通过换热器的整个传热面传递的热量 热流密度q： §5.1 概述 单位时间内通过单位传热面积传递的热量 热通量 J/(s. m2)或W/m2 §5.2 热传导 一、 傅里叶定律 温度场：某时刻，物体或空间各