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第三章 传 热 * * 第三章 传热 第一节 概述 第二节 热传导 第三节 对流传热 第四节 传热计算 第五节 热交换器 第六节 传热过程的强化 第七节 管壳式换热器的设计与选用 本章主要内容： 1. 主要讨论流体传导传热、对流传热的机理和传热方程式及其应用； 2. 冷热流体通过固体间壁进行换热的过程和计算； 3. 强化或削弱传热的途径； 4. 换热器的基本类型及列管式换热器的基本结构和性能； 5. 列管式换热器的设计与选型； 第一节 概 述 一. 热量传递的三种基本方式 二. 传热过程在化工生产中的应用 一. 热量传递的三种基本方式 换热方式 二. 传热过程在化工生产中的应用 间壁式换热器 第二节 热传导 一. 热传导方程 二. 传导传热的计算 1. 基本概念 一. 热传导方程 负号表示q与温度梯度方向相反 称为导热系数 , 单位为W/(m·K) 物性之一：与物质种类、热力学状态(T、p)有关 物理含义：代表单位温度梯度下的热通量大小， 故物质的 越大，导热性能越好。 一般地， 导电固体 非导电固体， 液体 气体 T? ， 气体?， 水?，其它液体的 ?。 1. 无限大单层平壁一维稳态导热（无内热源） -------可见温度分布为直线 若?为常数，则： 二. 传导传热的计算 2. 无限大多层平壁一维稳态导热（无内热源） 思考1：若上述平壁的右侧温度不固定，而是与环境进行对流传热，设环境温度为t0、对流传热系数为?，则传热量表达式如何？ 1 r1 r2 b t2 t t 0 r 3. 无限长单层圆筒壁一维稳态导热（无内热源） 若?为常数，则： --------可见温度分布 为对数关系 1 r1 r2 b t2 t t 0 r Q=常数，但 q?常数 4. 无限长多层圆筒壁一维稳态导热（无内热源） 例3-1 外径为 426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度为 426mm的保温层，保温材料的导热系数为 0.615 W/(m·℃)。若蒸汽管道外表面温度为 177 ℃，保温层的外表面温度为 38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 解：此题为单层圆筒壁的热传导问题。 已知条件： 蒸汽导管外表面的半径 r2＝0.426/2＝0.213m 温度 t2＝177℃ 保温层的外表面的半径 r3＝0.213＋0.426＝0.639m 温度 t3＝38℃ 由： 可得每米管道的热损失为： 设保温层内半径 r 处的温度为 t，代入上式： 将已知数据代入，整理得温度t与半径的关系式为： t = -126.6 ln r –18.64 筒壁内的温度分布不是直线，而是曲线。 *