第四章 传热
第四章 传 热 1
盆尚 2
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掌握通过平壁及圆筒壁的热传导计算； ·了解牛顿冷却定律及影响对流传热系数的因素； 掌握传热速率方程，并运用平均温差法进行传热过程的 计算； ·了解辐射传热的基本概念及基本定律； 掌握列管式换热器的选型、设计、计算； ·了解换热器的分类、各类换热器的特点及强化传热的途径； 3
·掌握通过平壁及圆筒壁的热传导计算； ·了解牛顿冷却定律及影响对流传热系数的因素； ·掌握传热速率方程，并运用平均温差法进行传热过程的 计算； ·了解辐射传热的基本概念及基本定律； ·掌握列管式换热器的选型、设计、计算； ·了解换热器的分类、各类换热器的特点及强化传热的途径； 3
第一节概述 一、传热过程的应用 在物体内部或物系之间，由于存在温度差而产生的热量传递 的现象，称为传热。 许多单元操作，如蒸发、精馏、干燥、结晶、冷冻、吸收和 萃取等，无不直接或间接与传热有关。 氮肥生产：N2+3H,73→2NH,→液氨（冷却冷凝与气体分离） 物料的加热与冷却 热量与冷量的回收利用 设备与管路的保温 4
第一节 概 述 一、传热过程的应用 在物体内部或物系之间，由于存在温度差而产生的热量传递 的现象，称为传热。 许多单元操作，如蒸发、精馏、干燥、结晶、冷冻、吸收和 萃取等，无不直接或间接与传热有关。 应用 物料的加热与冷却 热量与冷量的回收利用 设备与管路的保温 : 3 2 ( ) 3 773 . 氮肥生产 N2 + H2 ⎯⎯K ⎯⎯cat → N H ⎯→液氨 冷却冷凝与气体分离 4
反应器 加热炉 反应物 换热器 冷却水 反应产物 燃科 氢气 加氢反应 5
加氢反应 5
化工过程 中的传热 削弱传热 强化传热 设备和管道的 各种换热设备 保温，以减少 中的传热，以 热损失」 增大传热速率 6
削弱传热 设备和管道的 保温，以减少 热损失. 化工过程 中的传热 强化传热 各种换热设备 中的传热，以 增大传热速率 6
热源 1)电热： 特点是加热能达到的温度范围广，而且便于控制，使用 方便，比较清洁。但费用比较高。 2)饱和水蒸气： 优点：饱和水蒸气的冷凝温度和压强有一一对应的关系， 调节饱和水蒸汽的压强就可以控制加热温度，使用方便， 而且饱和蒸汽冷凝过程的传热速率快。 缺点：饱和水蒸气冷凝传热能达到的温度受压强的限制。 7
1）电热： 特点是加热能达到的温度范围广，而且便于控制，使用 方便，比较清洁。但费用比较高 。 2）饱和水蒸气： 优点：饱和水蒸气的冷凝温度和压强有一一对应的关系， 调节饱和水蒸汽的压强就可以控制加热温度，使用方便， 而且饱和蒸汽冷凝过程的传热速率快。 缺点：饱和水蒸气冷凝传热能达到的温度受压强的限制。 热源 7
3) 烟道气 烟道气的温度可达700℃以上，可以将物料加热到比较 高的温度。 缺点：传热速度慢，温度不易控制。 4)高温载热体： 优点：沸点高（饱和蒸汽压低)，化学性质稳定。 冷源 般采用水、空气和冷冻盐水等作为冷源。 8
3）烟道气 烟道气的温度可达700℃以上，可以将物料加热到比较 高的温度 。 缺点：传热速度慢，温度不易控制。 4）高温载热体： 优点：沸点高（饱和蒸汽压低），化学性质稳定。 一般采用水、空气和冷冻盐水等作为冷源。 冷源 8
传热的三种基本方式 热的传递是由于物体内或系统内的两部分之间的温度差而 引起的，净的热流方向总是由高温处向低温处流动。根据 传热机理不同，热传递有三种方式：传导、对流和辐射 热传导： 热传导又称导热。是指热量从物体的高温部分向同一 物体的低温部分、或者从一个高温物体向一个与它直接接 触的低温物体传热的过程。导热是静止物体的一种传热方 式，不依靠物质的宏观位移
二、传热的三种基本方式 热的传递是由于物体内或系统内的两部分之间的温度差而 引起的，净的热流方向总是由高温处向低温处流动。根据 传热机理不同，热传递有三种方式：传导、对流和辐射 热传导： 热传导又称导热。是指热量从物体的高温部分向同一 物体的低温部分、或者从一个高温物体向一个与它直接接 触的低温物体传热的过程。导热是静止物体的一种传热方 式，不依靠物质的宏观位移。 9
热传导在气、液、固中均可以进行，但传导的机理不同。 ■气体分子做不规则热运动时相互碰撞的结果 ■固体导电体：自由电子在晶格间的运动 非导电体：通过晶格结构的振动实现 ■液体机理复杂 特点：静止介质中的传热，没有物质的宏观位移 10
热传导在气、液、固中均可以进行，但传导的机理不同。 气体 分子做不规则热运动时相互碰撞的结果 固体 导电体：自由电子在晶格间的运动 非导电体：通过晶格结构的振动实现 液体 机理复杂 特点：静止介质中的传热，没有物质的宏观位移 10