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三、通过平壁的稳态热传导 1、通过单层平壁的热传导 三、通过平壁的稳态热传导 三、通过平壁的稳态热传导 三、通过平壁的稳态热传导 三、通过平壁的稳态热传导 三.通过球壳壁的热传导 几种液体的导热率 YANTAI UNIVERSITY 混合气体： 化工原理课件 3. 气体的导热系数 ① λ很小，不利于导热，有利于保温； ② 气体的λ随温度升高而增大； ③ 气体的λ随压强升高而增大，但变化 极小，只有极端情况才予以考虑。 ?温度不同，λ不同，在工程计算中常取 算术平均值或平均温度下的λ 。 几种气体的导热率 YANTAI UNIVERSITY 例2-1 平壁厚0.37m，内表面温度1650℃，外表 面温度300℃，λ = 0.815 + 0.00076t（式中t 单位℃，λ 单位 W /(m ? ℃））。若将导热系数分别按常量和变 量计算时，试求平壁的温度分布式和导热热通量。 解：① λ按常量计算 1650 + 300 2 平均温度： tm = = 975 ℃ λm = 0.815 + 0.00076× 975 = 1.556W /(m ?℃) 1.556 0.37 (1650 ? 300 ) (t1 ? t2 ) = q = λ b = 5677 W / m 2 积分： (t22 ? t12 ) 设壁厚为x处的温度为t，则： ∴ 5677 1.556 x = 1650 ? 3649x = 1650 ? t = t1 ? qx λ ② λ按变量计算 dt dx dt dx = ?(0.815 + 0.00076t) q = ?λ 即： ? qdx = (0.815 + 0.00076t)dt 0 .00076 2 ? qb = 0.815(t2 ? t1 ) + q = 5677 W / m 2 ? 热通量相同。 但温 (t 2 ? 16502 ) 0.00076 2 ? 5677 x = 0.815(t ? 1650) + 当b=x时，t2=t，则： 度分布不同：当λ 随温度性变化时， 温度分布不再是为 直线； 2、通过多层平壁的热传导 三、通过平壁的稳态热传导 三、 通过平壁的稳态热传导 三、通过平壁的稳态热传导 四、通过圆筒壁的稳态热传导 1、通过单层圆筒壁的热传导 四、通过圆筒壁的稳态热传导 * 后页 前页 * Transport Processes and Unit Operations 主讲：李 鹏 过程装备与控制工程系 第2章 热量传递 （Heat Transfer） §1 §2 §3 §4 §5 §6 §7 概述 热传导 对流传热 传热过程计算 对流传热系数关联式 辐射传热 换热器 §1 INTRODUCTION 一、传热的重要性 传热即热量的传递过程，凡是有温差的 地方就有热量的传递。应用十分广泛。 1. 传热在化工中的应用 化学反应控温：热量的导入与导出； 单元操作：蒸馏、蒸发、干燥等； 保温与隔热：低温与高温过程； 废热回收： 2. 传热问题的分类 ① 强化传热：在传热设备中对物料进 行加热或冷却，希望传递速率高。 ② 削弱传热：对设备或管道进行保 温，减少热损失。 传热计算：设计与校核； 改进设备：进行强化或弱化。 3. 主要内容 影响因素、基本规律、实际应用。 二、传热的三种基本方式 传热以温差（压）为推动力，凡是有温 差的地方就有热量的传递。没有外功输入 时，高温→低温。物体内部和物体之间。 1. 热传导（导热）：Conduction 物体内部或物体之间的直接接触传热。 方式：分子、原子、自由电子的运动、 碰撞。 特点：无物质的宏观转移。需要介质。 2. 对流传热（热对流）：Convection 流体中由于流体质点的移动和混合引起 的传热。 特点：有物质的宏观转移。需要介质。 ?对流传热中常伴随导热，难以截然分开 →合并处理，叫对流传热或给热。如流 体与固体壁面之间的传热。 ?产生对流的原因：强制对流（外力作 用）与自然对流（温度不均）。 ?伴随能量转换：热能→辐射能→热能； ?无需介质，可在真空中传递； ?只有高温较高时，才加以考虑。 实际中的热量传递过程常常是多种传热 方式的组合→复杂传热。 3. 热辐射：Radiation 以电磁波方式进行的热量传递过程。 三、热源与冷源 用于加热或冷却的物料或手段。 用于取走或供给热量的物料叫载热体。 冷却剂（介质）： 加热剂（介质）： ① 电热：加热温度范围广，便于控制， 使用方便，比较清洁。但费用较高 。 ② 饱和蒸汽：温度和压强对应，使用方 便，冷凝传热速率