第5章化工原理传热学精讲.ppt

第五章 传热学 5.1 概述 5.2 热传导 5.3 两流体间的热量传递 5.4 给热系数 5.5 辐射传热 5.6 传热设备 5.7 填料床层的传热分析 第五章 传热学 .学习要求 （1）. 本章学习目的 通过本章学习，重点掌握传热学基本原理，并运用这些原理和规律去分析和解决冶金和化工生产中传热过程的有关问题： 热传导基本原理，掌握傅立叶定律及平壁、圆筒壁的热传导计算； 对流传热的基本原理、牛顿冷却定律及影响对流传热的因素；掌握对流传热系数的物理意义和经验关联式的用法、使用条件； 辐射传热的基本概念及基本定律； 熟练掌握传热过程的计算，传热基本方程式、热流量、平均传热温度差、总传热系数的计算；了解强化传热过程的途径； 填料床层的传热过程分析与计算 此外，工业生产中常用的换热器类型、结构、特点；掌握列管式换热器的设计、选型。 （2）???? 本章应掌握的内容 三种传热方式的基本概念与基本方程式的应用； 单壁、多层壁热传导计算； 牛顿定律、常用准数及对流传热系数关联式应用； 热辐射斯蒂芬玻尔兹曼定律、两固体间的相互辐射； 填料床层内热流量计算与热平衡分析。 5.1 概述 回转窑：有气体流动、燃料燃烧、热量传递和物料运动等过程所组成的。 （4）稳态传热和非稳态传热 5.2.1?傅里叶定律 5.2.2 热导率 5.2.3?平壁的稳定热传导 5.2.4?圆筒壁的稳定热传导 傅里叶（Fourier）定律 5.2.2 导热系数 5.3 两流体间的热量传递 （1）对流传热系数 K 称为传热系数，单位为W?m-2?K-1 物理意义：考虑了从热流体通过间壁到冷流体的整个传热过程。 5.4 给热系数 准数关联式 5.5 辐射传热 5.5.1 基本概念 5.5.2 物体的辐射能力和有关的定律 5.5.3 克希霍夫定律 5.5.4 两固体间的相互辐射 克希霍夫定律 5.6 传热设备 5.6.1 换热器的分类 5.6.2 夹套式换热器 5.6.3 蛇管式换热器 5.6.4 套管式换热器 5.6.5 列管式换热器 蓄热式换热和蓄热器 间壁式换热和间壁式换热器 沉浸式 蛇管式 管式 喷淋式 套管式 列管（管壳）式? 间壁式 夹套式 板式 板式 螺旋板式 翅片管式 翅片式 板翅式 混合式（直接接触式） 蓄热式 ? 列管式换热器必须从结构上考虑热膨胀的影响，采取各种补偿的办法，消除或减小热应力。 5.6.1 换热器的分类 传热设备简称换热器 应用领域： 化工、石油、动力、轻工等工业部门 按用途：加热器、冷却器、冷凝器和蒸发器等 换热器按传热特征 直接接触式：冷热两流体通过直接混合而实现热量交换 例如：气体的冷却或水蒸气的冷凝 蓄热式：蓄热式换热器简称蓄热器，由热容量较大的蓄 热室构成，室中可充填耐火砖或金属带等作为填料。 间壁式：冷、热两种流体之间用一金属壁（或石墨等耐腐蚀 且导热性能较好的非金属壁）隔开；两种流体在不相混合的情况下进行热量传递 直接接触式换热器 热、冷两种流体交替地通过同一蓄热室时，即可通过填料将来自热流体的热量，传递给冷流体，达到换热的目的 连续操作：至少需要两个蓄热器交替使用 蓄热式换热器 蓄热式高温空气燃烧示意图 常温空气→进蓄热式燃烧器1→被加热的高温热空气→炉膛→稀薄贫氧高温气流与燃料燃烧； 炉膛内燃烧后的热烟气→蓄热式燃烧器2（将显热储存在蓄热式燃烧器A内的蓄热体→低温烟气排出。 两个蓄热式燃烧器处于蓄热与放热状态交替工作，常用换向周期30－