(10.4)--第1节化工原理绪论化工原理.pptVIP

第五章

传热一、传热在化工中的应用二、传热的三种基本方式三、流体热交换的两种基本方式四、典型的间壁式换热器及其传热过程五、传热速率与热通量第一节

概述一、传热在化工生产中的应用传热：就是热量传递，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反应温度，就要预先对物料进行加热或冷却，并在反应过程中及时移去释放的热量或补充需要吸收的热量。2）很多单元操作过程，例如蒸发、蒸馏、干燥等，需要以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，需要保温，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2）削弱传热二、传热的三种基本方式1、热传导热量从物体内部高温部分传递到低温部分或者由高温物体传递到与之相接触的低温物体的过程称为热传导，简称导热。特点：物质间没有宏观位移，只发生在静止物体内的一种传热方式。微观机理因物态而异2、热对流流体中因质点的流动而引起的热量传递，称为对流。对流只能发生在流体中。强制对流自然对流在外力的作用下使流体发生对流而传热（泵、风机、搅拌等）。由于流体各部分因温度不均匀而形成密度差异，在流体内部浮力的作用下发生的对流传热。3、热辐射辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于辐射而传热的过程，称为热辐射。10-710-610-510-410-310-210-1100101102103104105106107γ射线X射线紫外线可见光0.40.75红外线微波无线电波热辐射波长/μm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。**热辐射物体辐射的电磁波频率范围物体发射的电磁波并不只有一个频率，而是存在一个频率分布随着温度的升高，物体的辐射强度迅速增大，辐射峰逐渐向高频（低波长）方向移动，即出现所谓的蓝移。热量是如传递的？热传递的三种何方式**三、两种流体热交换的基本方式1、直接接触式传热直接接触式传热的特点是冷、热两流体在传热器中以直接混合的方式进行热量交换，也称混合式换热。2、蓄热式换热蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充填耐火砖作为填料，当冷、热流体交替的通过同一室时，就可以通过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体，达到两流体换热的目的。3、间壁式换热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积，是间壁式换热器的基本尺寸。换热器内的三个传热环节四、典型的间壁式换热器及其传热过程1、套管式换热器套管式换热器是由两种直径大小不同的直管组成的同心管，一种流体在内管中流动，另一种流体套管中流动，通过内管管壁进行热量交换。内管壁的表面积即为传热面积。2、列管式换热器列管式换热器由壳体、管束、管板和封头等部件组成。一种流体走管程。另一种流体走壳程。壳体内往往安装若干块与管束相垂直的折流挡板。流体在管束内只通过一次，称为单程列管式换热器。若在换热器封头内设置隔板，将管束的全部管子平均分隔成若干组，流体每次只通过一组管子，然后折回进入另一组管子，如此往复多次，最后从封头接管流出换热器。这种换热器称为多管程列管式换热器。列管式换热器的换热面积为管束壁面的全部表面积。d——管径可分别用管内径di,管外径do或平均直径dm来表示。则对应的传热面积分别为管内侧面积Si，外侧面积So或平均面积Sm五、传热速率与热通量传热速率（热流量）Q单位时间内通过传热面的热量，单位为W。热通量（又称为热流密度或传热速度）q单位传热面积的传热速率。单位为W/m2传热速率与热通量的关系为传热温差以ΔT表示，热阻R通常表示为