福州大学化工原理电子教案传热 为将冷流体加热或热流体冷却,必须用另一种流体供给或取走热量,此流体称为载热体。起加热作用 的载热体称为加热剂:而起冷却作用的载热体称为冷却剂。 (2)载热体及其选择 工业上常用的加热剂有热水、饱和水蒸汽、矿物油、联苯混合物、熔盐和烟道气等。当要求温度小于 l80℃时,常用饱和水蒸汽。饱和水蒸汽冷凝放出潜热,潜热大大于显热,因此所需的蒸汽量小,且相变 过程不发生温度变化。(注:若不将饱和水蒸汽中的不凝性气体及时排走,会大大降低传热效果。) 工业上常用的加热剂及其使用温度范围可参见教材p231表6-1。 常用的冷却剂是水、空气和各种冷冻剂。水和空气可将物料最低冷却至周围环境的温度。当温度不很 低时,水是最适宜的冷却剂 在选用载热体时为提高传热过程的经济性,必须根据具体情况选择适当温位的载热体,同时还应考虑 以下几个方面问题: ①载热体的温度应易于调节 ②载热体的饱和蒸气压宜低,加热时不会分解; ③载热体毒性要小,使用安全,对设备应基本上没有腐蚀 ④载热体应价格低廉而且容易得到 61.2传热过程 化工生产中应用最广的是间壁式换热器,因此我们以间壁式换热器来讨论传热过程 (1)传热速率 传热过程的速率可用以下两种方式表示 ①热流量Q:即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面传递给冷流体的热量(W=J/s),因此Q与 传热面A有关。 ②热流密度(热通量)q:单位时间通过单位传热面积所传递的热量(W/m2),即 do da 与热流量Q不同,热流密度与传热面积A大小无关,完全取决于冷、热流体之间的热量传递过程,是 反映具体传热过程速率大小的特征量。 工业上的传热过程包括定态和非定态传热情况,但是大多涉及到的都属于定态传热过程,对于定态传 热过程Q和q以及有关的物理量都不随时间而变 (2)换热器的热流量(O) 对于定态传热过程,热流密度不随时间而变,但沿着管长是变化的,因此作为传热结果,冷、热流体 的温度沿管长而变,冷、热流体的温差也必将发生相应的变化。 设换热器的传热面积为A,由q=d4可推出换热器的热流量为 0=dA 间壁两侧,冷、热流体的温差(ˆ-1)沿管长而变,因此为计算换热器的热流量,还必须找出热流密 度沿传热面的变化规律 (3)非定态传热过程 工业上不少传热过程是间歇进行的,即随着传热的进行,流体的温度随时间而变,因此是非定态过程。 如用饱和蒸汽加热搅拌釜内的液体就属于非定态传热过程 对此换热器,夹套内为蒸汽冷凝,因而各处温度相同,釜内液体充分搅拌各处温度均一,故在任何时 刻传热面各点的热流密度相同。但是,作为传热结果,釜内液体温度随时间不断上升,热流密度随时间不 减福州大学化工原理电子教案 传热 - 2 - 为将冷流体加热或热流体冷却，必须用另一种流体供给或取走热量，此流体称为载热体。起加热作用 的载热体称为加热剂；而起冷却作用的载热体称为冷却剂。 （2）载热体及其选择 工业上常用的加热剂有热水、饱和水蒸汽、矿物油、联苯混合物、熔盐和烟道气等。当要求温度小于 180℃时，常用饱和水蒸汽。饱和水蒸汽冷凝放出潜热，潜热大大于显热，因此所需的蒸汽量小，且相变 过程不发生温度变化。（注：若不将饱和水蒸汽中的不凝性气体及时排走，会大大降低传热效果。） 工业上常用的加热剂及其使用温度范围可参见教材 p231 表 6-1。 常用的冷却剂是水、空气和各种冷冻剂。水和空气可将物料最低冷却至周围环境的温度。当温度不很 低时，水是最适宜的冷却剂。 在选用载热体时为提高传热过程的经济性，必须根据具体情况选择适当温位的载热体，同时还应考虑 以下几个方面问题： ① 载热体的温度应易于调节； ② 载热体的饱和蒸气压宜低，加热时不会分解； ③ 载热体毒性要小，使用安全，对设备应基本上没有腐蚀； ④ 载热体应价格低廉而且容易得到。 6.1.2 传热过程 化工生产中应用最广的是间壁式换热器，因此我们以间壁式换热器来讨论传热过程。 （1）传热速率 传热过程的速率可用以下两种方式表示： ① 热流量 Q ：即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面传递给冷流体的热量（W=J/s），因此 Q 与 传热面 A 有关。 ② 热流密度（热通量） q ：单位时间通过单位传热面积所传递的热量（W/m2）,即 A Q q d d = 与热流量 Q 不同，热流密度与传热面积 A 大小无关，完全取决于冷、热流体之间的热量传递过程，是 反映具体传热过程速率大小的特征量。 工业上的传热过程包括定态和非定态传热情况，但是大多涉及到的都属于定态传热过程，对于定态传 热过程 Q 和 q 以及有关的物理量都不随时间而变。 （2）换热器的热流量（ Q ） 对于定态传热过程，热流密度不随时间而变，但沿着管长是变化的，因此作为传热结果，冷、热流体 的温度沿管长而变，冷、热流体的温差也必将发生相应的变化。 设换热器的传热面积为 A ，由 A Q q d d = 可推出换热器的热流量为  = A Q q d A 间壁两侧，冷、热流体的温差（ T − t ）沿管长而变，因此为计算换热器的热流量，还必须找出热流密 度沿传热面的变化规律。 （3）非定态传热过程 工业上不少传热过程是间歇进行的，即随着传热的进行，流体的温度随时间而变，因此是非定态过程。 如用饱和蒸汽加热搅拌釜内的液体就属于非定态传热过程。 对此换热器，夹套内为蒸汽冷凝，因而各处温度相同，釜内液体充分搅拌各处温度均一，故在任何时 刻传热面各点的热流密度相同。但是，作为传热结果，釜内液体温度随时间不断上升，热流密度随时间不 断减小