第三章传热案例.ppt

化 工 原 理;第一节 概述 第二节 热传导 第三节 对流传热 第四节 传热过程计算 第五节 换热器 ;1）加热或冷却，使物料达到指定的温度 2）通过换热，回收利用热量 3）保温，以减少热损失;二、 传热的几个基本概念;2、载热体：凡是参与传热的物体，统称载热体 热载热体（又称热流体）：温度较高、在传热过 程中放出热量的物体。 冷载热体（又称冷流体）：温度较低、在传热过 程中得到热量的物体。;4、稳定传热：传热面上各点的温度因位置不同而不同，但不随时间而改变 稳定传点的特点：传热面上各点的传热速率相同 说明：连续生产过程中的传热多为稳态传热 不稳定传热：传热面上各点的温度既要随位置而，而且改变,也要随时间而改变;三、传热过程的基本问题;四、传热的基本方式：（三种）;实际传热过程：几种传热方式可同时存在;五、工业上的换热方法（三种）;第二节 热传导（导热）;2、 导热系数;3）导热系数的一般规律;;3、讨论;x / m;……1; 多层平壁导热是一种串联的导热过程，串联导热过程的推动力为各分过程温度差之和，即总温度差，总热阻为各分过程热阻之和，也就是串联电阻叠加原则。 ;t1;;1、单层圆筒壁热传导 由傅立叶定律：;当r2/r1≤2时可用算术平均值代替对数平均值 ;2、 多层圆筒壁热传导;热流体;2、对流传热过程分析;热流体;T;（3） 对流给热系数α的物理意义;代价：动力消耗↑;（3）流体的物理性质 ; 壁面的形状，尺寸，位置、管排列方式等，造成边界层分离，增加湍动，使α增大;（5）相变化的影响 有相变传热：蒸汽冷凝、液体沸腾 无相变传热：强制对流、自然对流 一般地，有相变时对流传热系数较大;1、量纲分析过程;（c）列出量纲指数的线性方程组（M、L、T、 ）;① 努赛尔特数; ③ 普兰特数;四、无相变时的对流传热系数;（1） 圆形直管内强制湍流的对流传热系数;五、有相变化的对流传热;1、有相变对流传热的特点;2、 蒸汽冷凝;(4) 影响冷凝传热的因素; 蒸气过热程度的影响：如果过热程度较高，将有相当部分壁面用于过热蒸汽的冷却，在蒸汽内部存在温度梯度和热阻，从而大大降低给热系数。工业上一般不采用过热蒸汽作为加热的热源。;(1) 沸腾分类：池内沸腾、管内沸腾;0.1; （4） 影响沸腾传热的因素;第四节 间壁式换热器传热;Date;Date;t2;一、传热过程分析;二、传热速率方程式;1、 热负荷与传热速率的区别;2、 热负荷的计算方法;; 若将40 ℃的水 → 100℃饱和水蒸汽;忽略过程热损失，Q吸=Q放; 在换热器不同位置冷热流体的温度差都不相同，须找一个平均温差作为整个传热过程的推动力。;热;T;（2）变温传热; ② 两侧流体均有温度变化; ② 两侧流体均有温度变化;③　进、出口条件相同时， ;④ 在相同条件下的载热体用量;逆流与并流的比较;C、错流、折流时的平均温差;热流体;几点讨论;两个结论;（2）若考虑垢层热阻;换热器的分类：;蛇管式换热器可分为沉浸式和喷淋式两种。 ;喷淋蛇管式换热器 ：冷水由最上面管子的喷淋装置中淋下，沿管表面下流，而被冷却的流体自最下面管子流入，由最上面管子中流出，与外面的冷流体进行热交换。 优点：与沉浸式相比，传热效果好、便于检修和 清洗。 缺点：占地较大，水滴溅洒到周围环境，且喷淋 不易均匀。 ;t1;注意：适当选择两个管径，以使内管与环隙间的流体呈湍流状态，使其具有较高的总传热系数，同时也减少垢层的形成。;3 列管式换热器;隔板;缺点：由于管束和壳体温度不同，引起热膨胀程度不同，可能造成设备变形、管子弯曲、破裂或松脱等。; 板式换热器是以板壁为换热壁的换热器，常见的有平板式、螺旋板式、旋转刮板式以及夹套式换热器。;优点： 总传热系数高，污垢热阻亦较小； 结构紧凑，单位体积设备提供的传热面积大； 操作灵活性大，可以根据需要调节板片数目以增减传热面积或以调节流道的办法，适应冷、热流体流量和温度变化的要求； 加工制造容易、检修清洗方便、热损失小。 ;(2) 螺旋板式换热器; 夹套要装在容器外部，在夹套和器壁间形成密闭的空间，成为一种流体的通道。;6. 翅片式换热器;缺点：①设备流道很小，易堵塞，且清洗和检修困难，所以，物料应洁净或预先净制。 ②因隔板和翅片都由薄铝片制成，故要求介质对铝不腐蚀。; 混合式换热器常用于蒸汽的冷凝或气体的冷却器，有时兼作除尘器以及增湿或减湿之用。;11