陶瓷热工设备ch2传热.ppt

CH.2 传热原理 2.1传热概论 2.2传导传热 2.3对流换热 2.4辐射传热 2.5综合传热 2.6传热在硅酸盐工业的应用 ★等温面、线的性质： （1）不同的等温面、线不可能相交。 （2）连续的温度场中，等温面、线连续。 （3）同一等温面、线上无热流，不同的等温面、 线之间存在热流。 （4）稳定温度场中，等温面、等温线不会移动。 2.2传导传热 2.2.1导热的基本定律—傅立叶定律 2.2.2.2液体的热导率 λ =0.093～0.7 w/m.℃ 特点：除水、甘油外，一般液体t↑, λ↓ （4）绝热材料 λ≦ 0.25 w/m.℃ 特点: t↑, λ↑ 2.2.2.4影响λ的因素 2.2.3稳定导热传热量的计算 2.2.3.1单层平壁导热 平均温度 时 平壁的热导率 n层平壁的导热 ： 【例】设有一窑墙，用粘土砖和红砖砌筑，厚度均为230毫米， 窑墙内表面温度1200℃，外表面温度100℃，求每平方米窑墙散 热损失（λ粘土砖=0.70+0.55×10-3t，λ红砖=0.46+0.44×10-3t）。 2.2.3.3复合平壁导热 2.2.3.4单层圆筒壁导热 2.2.3.5多层圆筒壁传热 2.3 对流换热　 2.3.２对流换热基本定律 １．牛顿冷却定律 　换热的热流量q与流体和固体壁面之间温度差成正比。 即：　　　　　　　　q=α(tf-tw) w/m2 ２．对流换热系数α的意义： 　　表示单位时间内，当流体与固体壁面之间温度差为1℃时，通过单位面积的热量。 　　计算中，将影响q的全部因素归结到α，使计算公式简化。 即：α=f(Φ,l1,l2,l3,λ,u,tw,tf) 2.3.３对流换热影响因素 １．流体流动的动力 （A）强制流动 （B）自由流动 ２．流体流动状态 层流：主要依靠流体传导，与流体流动速度无关； 紊流：依靠传导和对流，与边界层热阻有关，运动速度ω越大，α越大。 ３．流体物理性质： 流体密度、比热越大，热流量越大； 导热系数大的流体，热阻小，热流量越大； 流体粘度大，边界层厚度大，热流量越小。 ４．固体壁面的形状和位置。 2.4辐射传热 2.4.1基本概念 2.4.4气体辐射 2.4.4.1气体辐射的特点 二、传热状况分析 （一）有利因素 （1）煤粉燃烧火焰中存在固体颗粒，黑度系数大； （2）预热器、分解炉中物料、气体接触面积大。 （二）不利因素 （1）回转窑中物料与气体接触面积小； （2）物料导热系数小； （3）分解带物料滑动，火焰、物料温差小。 三、燃烧、传热状况的改进 （1）增大煤粉、空气接触面积； （2）增大传热面积； （3）延长气、料接触时间； （4）提高助燃空气温度。 …… 一、燃烧、传热状况 （一）燃料燃烧：重油、发生炉煤气、天然气 （二）传热 火焰 玻璃液面、物料表面、窑体内表面 物料表面 物料内部 窑体内表面 窑体外表面 环境 玻璃液面 玻璃液深层 三、燃烧、传热现状的改善 1、重油雾化; 2、富氧燃烧； 3、提高助燃空气、燃料温度； 4、熔窑全保温； 5、增大格子体传热面积； 6、火焰增碳； 7、池底鼓泡。 …… 4.6.3 陶瓷工业 二、燃烧、传热现状分析 （一）工艺要求窑炉中控制气氛； （二）窑炉中的温度分布不均匀； （三）闸钵材料导热系数小； （四）窑体表面、辊道散热严重 三、燃烧、传热理论的应用 （一）油雾化 （二）控制空气过剩系数 （三）合理分布燃烧室、喷枪位置与角度 （四）窑体保温 2.4.3.2两个黑体间的辐射传热 空间热阻 E01 E02 黑休辐射传热的电热网络图 2.4.3.3灰体间的辐射传热 灰体的有效辐射 离开表面的净辐射换热量 当A=ε时 —灰体辐射换热的表面热阻 两灰体表面间的净辐射换热: 电网络单元 两个灰体表面间的辐射传热的电网络图 2.4.3.3灰体间的辐射传热 系统的黑度: 两灰体表面间辐射换热计算式: 影响其辐射传热的三个基本因素： 两灰体的温度差、角系数和系统的黑度。 2.4.3.3灰体间的辐射传热 几种特殊情况： ①两个物体均为无限大的平行平面 如果两平行平面中：ε1ε2（或ε2ε1） 则：ε12＝ε2（或ε12＝ε1） 2.4.3.3灰体间的辐射传热 ②当两个物体中有一个为凸面（或平面）时： 如果两物体中，F2F1，则：ε12≈ε1。 2.4.3.3灰体间的辐射传热 【例】计算在厂房