化工基础13课件.pptVIP

化工基础项目七换热器操作技术知识点1热交换基础知识知识点2热交换过程技术知识点3常见的换热设备学习目标?2、掌握热传导的基本定律、平壁和圆筒壁的定常热传导的计算、传热推动力与热阻的概念。1、理解传热的三种方式及其特点。一、传热的目的③保温，以减少热量或冷量的损失。如高温设备的保温，低温设备的保冷。①加热或冷却，使物料达到指定的温度②换热，以回收利用热量或冷量知识点1热交换基础知识化工生产中常遇到的传热问题一是要求传递情况好，即要求传热速率高，这样可使完成某一换热任务时所需的设备紧凑，从而降低设备费用。二是像高温设备及管路的保温，低温设备及管道的隔热等，则要求传热速率越低越好。热传导对流辐射二、热量交换的基本方式分子碰撞流体质量的位移和混合电磁波传递能量三、工业上的热量交换方式间壁式换热器混合式换热器四、定常传热与非定常传热定常传热：传热中温度仅与位置有关，与时间无关。非定常传热：传热中各点的温度与位置、时间皆有关。知识点2热交换过程计算——热传导单位时间内由高温面以热传导方式传递给低温面的热量q，与面积A成正比，也与传热温差（t1－t2）成正比，与壁厚b成反比。一、热传导基本定律热传导方程式（傅立叶定律）引入比例系数λ式中λ称为导热系数，单位是W/（m?K）或J/（s?m?K）QQ导热系数λ的物理意义：壁面为1m2，厚度为1m，两面温差为1K时，单位时间内以传导方式所传递的热量。称为热阻各种常用物质的导热系数物质热导率的大致范围

物质种类热导率纯金属

金属合金

液态金属

非金属固体

非金属液体

绝热材料

气体100～1400

50～500

30～300

0.05～50

0.5～5

0.05～1

0.005～0.5常用固体材料在0℃～100℃时的平均热导率金属材料材料密度/(kg/m3）λ/W/（m?K）铝

紫铜

黄铜

铜

铅

钢

不锈钢

铸铁

银

镍2700

8000

8500

8800

11400

7850

7900

7500

10500

8900230

65

93

383

35

45

17

45～90

411

88各种液体的热导率几种气体的热导率1-水蒸气2-氧3-二氧化碳4-空气5-氮6-氩二、通过平壁的定常热传导q=Q/A=λ(t1-t2)/b单位平壁面积的传热速率，导热通量（A1＝A2=A3=A）多层平壁的定常热传导由以上可见,对于多层平壁的稳态热传导,其总的推动力即为总的温度差,而总的热阻为各层热阻之和。这与电工学中串联电阻的欧姆定律类似。各层的热阻越大,则其温度差也越大。热传导中温度差与热阻成正比。在需要知道两层壁交界处的温度以判断承受温度的情况时例：普通砖平壁厚度为0.50m，一侧为300℃，另一侧为30℃，若导热系数为0.90W（m·℃）。试求：（1）通过平壁的导热通量，W/m2；（2）平壁内距离高温侧0.30m处的温度。三、圆筒壁的传热1、单层圆筒壁QQr外/r内2r外/r内2式中，A均为圆筒壁的平均面积，λ为圆筒的导热系数，t1、t2分别为圆筒的内、外壁温度，r外、r内分别为圆筒的外半径和内半径。2、多层圆筒壁以两层为例：从多层圆筒壁导热速率方程中看出，其导热过程的总推动力为总温差，总的导热阻力为各层热阻之和。但在计算各层热阻时，用的是各层壁面的平均面积。例：火炉壁由三层材质组成：耐火砖（λ1=1.4W/(m·℃),δ1=220mm）、保温砖（λ2=0.15W/(m·℃),δ1=220mm）、普通砖（λ3=0.8W/(m·℃),δ1=220mm）。炉壁两侧表面温度分别为900℃、60℃，求单位平壁面积的散热量以及夹层温度。小结1、传热的基本方式热传导、对流＆辐射2、传热速率方程式（传热基本方程式）3、传热计算无相变（温差法、热焓法）、有相变（潜热法）、平均温差的计算4、热传导热传导方程式（傅立叶定律）、导热系数、热阻作业P1032-1-2、2-1-3