传热与传质最全的计算.ppt

1、衣服洗完后我们要挂起来晾干，潮湿的衣服变成干衣服，晾衣服时水变成了水蒸气，这个过程就是传质过程； 2、氯化氢合成工序采用两级降膜吸收氯化氢气体，氯化氢由气体进入盐酸溶液就属于传质过程，传质效果不好的后果，什么滋味大家应该都明白吧？ 什么是传质? 传质即质量传递，物质由高浓度向低浓度方向转移的过程称为质量传递，简称传质，传质过程一般伴随着传热过程进行的。 高浓度 低浓度 传质过程推动力：浓度差 小 结 一、传热的基本方式 1、导热 2、对流 3、热辐射 二、传热计算 传热速率方程: φ = K A △Tm （一）、导热 1、傅立叶定律 λ金属＞ λ液体＞ λ气体 2、平壁热传导 单层 多层 3、圆筒壁热传导 单层 多层 ΔT=T1 –Tn+1 （二）、对流 1、牛顿冷却定律 2、传热膜系数α的计算 ①、直管内强制对流 湍流 层流 过渡流 当流体被加热:m=0.4 当流体被冷却: m=0.3 传热膜系数计算公式 低粘度流体作强制对流 注意适用范围 ②、弯管内流体作强制对流 ③、流体管外作强制对流 ④、大空间自然对流 （三）、传递热量φ的计算 1、无相变时的热负荷 φ=qm·cp·ΔT=qm·ΔH 2、有相变时的热负荷 φ=qm·r （四）、传热系数K的计算 1、圆筒壁 2、平壁或大径圆筒壁或薄壁 3、薄壁且导热性能好 4、K对传热速率的影响 α1、α2 δ/λ R1、R2 A 无污垢热阻时 考虑污垢热阻时 （五）、对数平均温差ΔTm的计算 对数平均温差 当△T1 / △T2 ≤ 2时， 1、并流、逆流 （1）、两侧恒温ΔTm=T – T′ （2）、变温 2、错流、折流 3、 ΔTm对传热速率的影响 ΔTm逆＞ΔTm并 qm逆＜qm并 相同条件下 ， 逆流时,对流平均温差大,需要的加热介质用量少! （六）、传热面积A的计算 （七）、传热效率与单元数 三、热交换器的分类及选型设计 * （2）操作压力 提高压力提高饱和温度，液体黏度及表面张力下降，有利于气泡生成与脱离壁面，强化了对流传热过程。 （3）流体物性 表面张力小 润湿能力大的液体，形成的气泡容易离开表面，对沸腾传热有利。 （4）加热面 壁面粗糙，发生气泡的核心多些，气泡上升运动越激烈，从而强化了传热。 第四节 传热计算 T1 T2 T2′ T1′ 传热速率方程: φ = K A △Tm 化工生产中经常遇到物料通过管壁或容器器壁加热或冷却的传热过程。热流体以对流的方式传给固体壁面，而固体壁面内部以导热的方式把热量从一侧表面传给另一侧表面，然后再以对流的方式把热量传给冷流体，这个传热过程称为热交换。下面套管式换热器是间壁式换热器中最常用的一种。 一、热量衡算 工业生产中由于流体温度的变化吸收或放出热量称为热负荷。在稳态传热过程中，若忽略热损失，热量的衡算关系式为：热流体放出的热量=冷流体吸收的热量。 热负荷的计算，可以分为两种情况： 1、无相变时的热负荷计算 热流体: φ放 = qmhCph ( T1 – T2) = qmh ( H1 – H2) 冷流体: φ冷 = qmcCpc ( T2′– T1′) = qmc ( H2′ – H1′) φ放 = φ冷 qmhCph ( T1 – T2) = qmcCpc ( T2′– T1′) 其中qmh和qmc分别为热、冷流体的质量流量，kg/s或kg/h 二、传热速率方程 通过换热器中任一微元面积dA的间壁两侧流体的传热速率方程，可以仿照对流传热速率方程写出： dφ = K ( T – T′) dA = K △T dA 1、总传热速率微分方程 2、恒温传热 换热器间壁两侧流体的温度都是恒定，比如：蒸发器中，一侧为饱和蒸汽；另一侧为沸腾液体，它们之间传热就是恒温传热。 φ = K A △T = K A ( T – T′) dA T T′ dφ K--------总传热系数.W/(m2·℃) 3、变温传热 变温传热可以分为以下几种情况： ①间壁一侧流体为恒温，另一侧流体为变温。 如：用恒压蒸汽加热另一种流体，蒸汽温度恒定，流体为变温； 又如：用热流体加热另一种在较低温度下进行沸腾的流体，流体的沸腾温度保持恒定。 ②温 a、并流，换热器中冷、热流体同向平行流动 度 b、逆流，换热器中冷、热流体反向平行流动 均 c、错流，换热器中冷、热流体相互垂直流动 有 并流逆流交错Ⅰ 变