西北大学化工原理课件 第六章 传热 第一节 概述 第二节 热传导 第三节 对流传热 第四节 沸腾给热与冷凝给热 第五节 热辐射 第六节 传热过程的计算 第七节 换热器
西北大学化工原理课件 第六章 传热 第一节 概述 第二节 热传导 第三节 对流传热 第四节 沸腾给热与冷凝给热 第五节 热辐射 第六节 传热过程的计算 第七节 换热器
西北大学化工原理课件 第一节 概述 一、传热过程在化工生产中的应用 传热过程即热量的传递，是自然界和工程技术领域中极 其普遍的一种传递过程。由热力学第二定律可知： 凡是温差存在的地方，就必然有热量的传递，且热量总 是由高温处向低温处传递。 几乎所有的化学反应过程都需要控制在一定温下进行。 也就是说化工生产过程都伴有传热过程。传热的目的是： 第六章 传热
西北大学化工原理课件 第一节 概述 一、传热过程在化工生产中的应用 传热过程即热量的传递，是自然界和工程技术领域中极 其普遍的一种传递过程。由热力学第二定律可知： 凡是温差存在的地方，就必然有热量的传递，且热量总 是由高温处向低温处传递。 几乎所有的化学反应过程都需要控制在一定温下进行。 也就是说化工生产过程都伴有传热过程。传热的目的是： 第六章 传热
西北大学化工原理课件 1、为了达到和保持所要求的温度，反应物进入反应器 前总需要加热或冷却到一定的温度，反应过程也需要导入 或移出热量。 2、有些单元操作，如精馏、蒸发、干燥和结晶等都需 要达到指定的温度要求。 3、许多设备和管道在高温或低温下操作，若要保证管 路中的流体能维持一定的温度以及减少热量的损失，则要保 温（隔热）或保冷。 4、 随着能源价格的不断上涨，回收废热及节省能源 已成为降低生产成本的重要措施之一。为了节能就必须回收 废热。 由此可见：在化工生产中，传热过程具有相当重要的地位！
西北大学化工原理课件 1、为了达到和保持所要求的温度，反应物进入反应器 前总需要加热或冷却到一定的温度，反应过程也需要导入 或移出热量。 2、有些单元操作，如精馏、蒸发、干燥和结晶等都需 要达到指定的温度要求。 3、许多设备和管道在高温或低温下操作，若要保证管 路中的流体能维持一定的温度以及减少热量的损失，则要保 温（隔热）或保冷。 4、 随着能源价格的不断上涨，回收废热及节省能源 已成为降低生产成本的重要措施之一。为了节能就必须回收 废热。 由此可见：在化工生产中，传热过程具有相当重要的地位！
西北大学化工原理课件 保温
西北大学化工原理课件 保温
西北大学化工原理课件 二、传热的三种方式 二、传热的三种方式 1、热传导——导热 当固体物体内部或两个直接接触的物体之间存在着温差 时，物体中温度较高的分子因振动与相邻的分子碰撞而传递 热量的现象称为导热，在热传导过程中，没有物质的宏观位 移，即没有物质的形态变化。 2、对流，又称热对流，对流传热 由于流体质点的位移和混合，将热能由一处传至另一处 的传递热量的方式称为对流传热。 自然对流：若流体运动是由于流体内部冷热部分的密度 不同而引起的。 强制对流：若流体运动是由于受到外力的作用而引起的。 3、辐射——是一种通过电磁波传递能量的过程 对流
西北大学化工原理课件 二、传热的三种方式 二、传热的三种方式 1、热传导——导热 当固体物体内部或两个直接接触的物体之间存在着温差 时，物体中温度较高的分子因振动与相邻的分子碰撞而传递 热量的现象称为导热，在热传导过程中，没有物质的宏观位 移，即没有物质的形态变化。 2、对流，又称热对流，对流传热 由于流体质点的位移和混合，将热能由一处传至另一处 的传递热量的方式称为对流传热。 自然对流：若流体运动是由于流体内部冷热部分的密度 不同而引起的。 强制对流：若流体运动是由于受到外力的作用而引起的。 3、辐射——是一种通过电磁波传递能量的过程 对流
西北大学化工原理课件 三、 传热过程中冷热流体的接触方式 根据冷热流体的接触情况，工业上的传热过程可分为三种 基本方式，换热方式不同，所用换热器的形式也不同。 1、直接接触式传热 如将水蒸汽直接通入槽内冷水中用以制备热水，工厂凉水 塔中热水的直接空气冷却或热气的直接水冷即属此类型。 动画演示 造气炉 废热锅炉 去气柜 E-2
西北大学化工原理课件 三、 传热过程中冷热流体的接触方式 根据冷热流体的接触情况，工业上的传热过程可分为三种 基本方式，换热方式不同，所用换热器的形式也不同。 1、直接接触式传热 如将水蒸汽直接通入槽内冷水中用以制备热水，工厂凉水 塔中热水的直接空气冷却或热气的直接水冷即属此类型。 动画演示 造气炉 废热锅炉 去气柜 E-2
西北大学化工原理课件 如套管换热器中，冷热流提分别通过环隙和内管，热量自热 流体传热给冷流体，这种热量传递包括三个步骤（见P230）。 传热（或换热）过程，在冷热流体之间进行的热量传递过程 称为传热（或换热）过程。 流体与壁面之间的热量传递过程称为给热过程。 冷流体t1 t2 热流体T1 动画演示 T2 2、间壁式传热
西北大学化工原理课件 如套管换热器中，冷热流提分别通过环隙和内管，热量自热 流体传热给冷流体，这种热量传递包括三个步骤（见P230）。 传热（或换热）过程，在冷热流体之间进行的热量传递过程 称为传热（或换热）过程。 流体与壁面之间的热量传递过程称为给热过程。 冷流体t1 t2 热流体T1 动画演示 T2 2、间壁式传热
西北大学化工原理课件 使热流体流过蓄热器中固 体壁面，用热流体将固体填充 物加热，这时停止热流体，使 冷流体通过固体表面，用固体 填充物所积蓄的热量加热冷流 体。如此反复操作，达到传热 的目的。比如在石油化工中的 蓄热式原油分解就属于此类。 燃料油与原油交替喷入炉中。 低温流体 高温流体 动画演示 3、蓄热式传热
西北大学化工原理课件 使热流体流过蓄热器中固 体壁面，用热流体将固体填充 物加热，这时停止热流体，使 冷流体通过固体表面，用固体 填充物所积蓄的热量加热冷流 体。如此反复操作，达到传热 的目的。比如在石油化工中的 蓄热式原油分解就属于此类。 燃料油与原油交替喷入炉中。 低温流体 高温流体 动画演示 3、蓄热式传热
西北大学化工原理课件 四、载热体及其选择 为将物料加热或冷却，常用另一种流体来供给热量或取走 热量，这种流体叫做载热体，起加热作用的载体称为加热剂。 2.载热体的饱和蒸汽压低，加热不分解； 1.载热体温度易于调节； 3.不易燃、无毒、无腐蚀、不易结垢； 4.价廉易得； 为了提高传热过程的经济性，必须根据具体情况选择适当 温度的载热体。除此之外，选择载热体还应该参考以下几个方 面。（参见P231）
西北大学化工原理课件 四、载热体及其选择 为将物料加热或冷却，常用另一种流体来供给热量或取走 热量，这种流体叫做载热体，起加热作用的载体称为加热剂。 2.载热体的饱和蒸汽压低，加热不分解； 1.载热体温度易于调节； 3.不易燃、无毒、无腐蚀、不易结垢； 4.价廉易得； 为了提高传热过程的经济性，必须根据具体情况选择适当 温度的载热体。除此之外，选择载热体还应该参考以下几个方 面。（参见P231）
西北大学化工原理课件 几种工业常用的载热体 142~530°C 加热均匀，热容小 -15~-30°C 用于低温冷却，成本高且有毒性 0~-20°C 温度低，降温快，但成本高 15~35°C 价廉易得，调节方便，应用广 1000°C 升温快，环保安全但能耗大 500~1000°C 温度高，热容与对流传热系数小 255~380°C 适用范围广，易调节，但有毒性 180~250°C 价廉，但>250 °C易分解且易燃 100~180°C 最高374 °C ，但>180 °C用不经济 40~100°C 利用蒸汽冷凝水或工艺余热 加 热 剂 载热体 温度范围 特点 饱和水蒸气 热水 烟道气 熔盐 道生油 矿物油 冷冻盐水 冷水 空气 电加热 液氨
西北大学化工原理课件 几种工业常用的载热体 142~530°C 加热均匀，热容小 -15~-30°C 用于低温冷却，成本高且有毒性 0~-20°C 温度低，降温快，但成本高 15~35°C 价廉易得，调节方便，应用广 1000°C 升温快，环保安全但能耗大 500~1000°C 温度高，热容与对流传热系数小 255~380°C 适用范围广，易调节，但有毒性 180~250°C 价廉，但>250 °C易分解且易燃 100~180°C 最高374 °C ，但>180 °C用不经济 40~100°C 利用蒸汽冷凝水或工艺余热 加 热 剂 载热体 温度范围 特点 饱和水蒸气 热水 烟道气 熔盐 道生油 矿物油 冷冻盐水 冷水 空气 电加热 液氨