第四章传热及传热设备 41概述 42热传导 43对流传热 44流体无相变时的对流传热 45流体有相变时的对流传热 46辐射传热 47总传热速率和传热过程的计算 1/28
1/28 第四章 传热及传热设备 4.1 概述 4.2 热传导 4.3 对流传热 4.4 流体无相变时的对流传热 4.5 流体有相变时的对流传热 4.6 辐射传热 4.7 总传热速率和传热过程的计算
4.1概述 、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,热的传递有三种方式: 热传导、对流和辐射。 2/28
2/28 4.1 概述 一、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，热的传递有三种方式： 热传导、对流和辐射
4.1概述 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 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。 热传导在气、液、固中均可以进行,但传导的 机理不同。金属—自由电子的扩散运动;非金属 和大部分液体(除水银等)—分子的动量传递; 气体 分子不规则热运动。 如:一根铁棒一端放在火炉上烧,热量会通过 铁棒传递到另一侧,但无物质的宏观位移。 3/28
3/28 4.1 概述 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。 热传导在气、液、固中均可以进行，但传导的 机理不同。金属——自由电子的扩散运动；非金属 和大部分液体（除水银等）——分子的动量传递； 气体———分子不规则热运动。 如：一根铁棒一端放在火炉上烧，热量会通过 铁棒传递到另一侧，但无物质的宏观位移
4.1概述 对流传热: 依靠流体的宏观位移,将热量由一处带到另一处的传递现象 质点的相对位移: 由于流体中各点温度不同引起的密度差所致→自然对流(轻 者上浮,重者下沉); 由于泵,风机,搅拌等外力所致→强制对流。 对流传热过程伴随着流体质点间的热传导。 工程上习惯常将流体与固体壁面之间的传热称为对流传热。 实际上包括对流和传导两种形式:靠近壁面附近的流体层(层流 内层)中依靠热传导的方式传热,在流体主体(湍流)中则主要 依靠对流方式传热。 4/28
4/28 4.1 概述 对流传热： 依靠流体的宏观位移，将热量由一处带到另一处的传递现象。 质点的相对位移： 由于流体中各点温度不同引起的密度差所致→自然对流（轻 者上浮，重者下沉）； 由于泵，风机，搅拌等外力所致→强制对流 。 对流传热过程伴随着流体质点间的热传导。 工程上习惯常将流体与固体壁面之间的传热称为对流传热。 实际上包括对流和传导两种形式：靠近壁面附近的流体层（层流 内层）中依靠热传导的方式传热，在流体主体（湍流）中则主要 依靠对流方式传热
4.1概述 辐射传热: 是指辐射能从热源向热阱的传递过程。 物体将热能变为辐射能,以电磁波的形式在 空中传播,与光传播类似。当遇到另一物体时 又被全部或部分地吸收而变为热能。 特点:(1)不需要介质(2)Ea∝T4 三种传热方式一般不单独存在,往往相互伴 随,同时出现。 如热量在设备保温层中的传递,以导热为主 而由保温层向空气散热,则是对流和辐射并联传 热的结果。 5/28
5/28 4.1 概述 辐射传热： 是指辐射能从热源向热阱的传递过程。 物体将热能变为辐射能，以电磁波的形式在 空中传播，与光传播类似。当遇到另一物体时， 又被全部或部分地吸收而变为热能。 特点: (1)不需要介质 (2) Ea∝T4 三种传热方式一般不单独存在，往往相互伴 随，同时出现。 如热量在设备保温层中的传递，以导热为主， 而由保温层向空气散热，则是对流和辐射并联传 热的结果
4.1概述 传热过程冷热流体接触方式 →间壁式 混合式 →蓄热式 1间壁式 工业上应用最多的一种传热方式T 间壁式 6/28
6/28 4.1 概述 二、传热过程冷热流体接触方式 间壁式 混合式 蓄热式 1.间壁式 T t 间壁式 工业上应用最多的一种传热方式
4.1概述 套管式 间壁式换热器列管式 夹套式 套管式 列管式 夹套式 7/28
7/28 4.1 概述 夹套式 列管式 套管式 t 1 T1 T2 t 2 套管式 T1 T2 夹套式 t 1 T1 T2 t 2 列管式 间壁式换热器
4.1概述 列管式换热器管程数:单管程、双管程、多管程 壳程数:单壳程、双壳程、多壳程 单管程、单壳程 双管程列管式 8/28
8/28 4.1 概述 管程数：单管程、双管程、多管程 壳程数：单壳程、双壳程、多壳程 t 1 T1 T2 t 2 单管程、单壳程 t 1 T2 T1 t 2 双管程列管式 列管式换热器
4.1概述 2混合式 去气柜 造气炉废热锅炉 传热同时伴随传质过程,常用于气体或水蒸汽的冷却。 9/28
9/28 4.1 概述 2.混合式 造气炉 废热锅炉 E-1 去气柜 E-2 传热同时伴随传质过程，常用于气体或水蒸汽的冷却
4.1概述 3蓄热式 般只适用于气体 凸建体 冷流体 然式不盒图 10/28
10/28 4.1 概述 3.蓄热式 一般只适用于气体。 冷流体