1 第四章第一节(化原)课件.pptVIP

第一节 概述 一、传热在化工生产中的应用 传热：就是热的传递，是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递过程 。 三、传热的三种基本方式 1、热传导 物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导，又称导热。 特点：物质间没有宏观位移，只发生在静止物质内的一种传热方式。 可以在固体、液体和气体中进行。 四、冷热两种流体热交换的基本方式 直接接触式传热的特点是冷、热两流体在传热器中以直接混合的方式进行热量交换，也称混合式换热。 蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充填耐火砖作为填料，当冷、热流体交替的通过同一室时，就可以通过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体，达到两流体换热的目的。 五、典型的间壁式换热器 列管式换热器由壳体、管束、管板、挡板和封头等部件组成。 六、传热速率与热通量 1、传热速率（热流量 ）Q 单位时间内通过传热面的热量，单位为W。 七、稳态传热和非稳态传热 化工原理 * * * Chemistry and chemical engineering institute Chemistry and chemical engineering institute 第四章 传热 吕 君 本节讲授 内容 3 传热的三种基本方式 2 热源和冷源 4 两种流体热交换的基本方式 1 传热在化工生产中的应用 6 传热速率和传热通量 5 间壁式换热器及其传热过程 7 稳态传热和非稳态传热 1、化工生产过程与传热 （1）绝大多数化学反应过程 （2）一些单元操作过程 （3）在高温或低温下操作的设备 （4）热能的合理利用和废热回收 2、化工生产中传热过程的两种情况 （1）强化传热 （2）削弱传热 二、热源和冷源 （1）电热 1、热源 （2）饱和水蒸气 （3）烟道气 温度可达700℃以上 ，是化工生产中常用的一种热源。 缺点：传热速度慢，温度不易控制。 （4）高温载热体 用矿物油、联苯、二苯醚混合物及熔岩等低熔点混合物作为热载体来加热物料。 优点：沸点高（饱和蒸汽压低），化学性质稳定。 2、冷源 一般采用水、空气和冷冻盐水等作为冷源。 根据传热的机理不同， 热传递有三种基本方式 热传导 热对流 热辐射 2、热对流 流体中质点发生相对位移而引起的热量传递，称为热对流对流，只能发生在流体中。 根据引起质点发生相对位移的原因不同，可分为以下两种： 强制对流 自然对流 外力扰动，用机械能（泵、风机、搅拌等）使流体发生对流而传热。 由于流体各部分温度的不均匀分布，形成密度的差异，在浮升力的作用下，流体发生对流而传热 。 3、热辐射 辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于热的原因而发出辐射能的过程，称为热辐射。 辐射传热，不仅是能量的传递，还伴随着能量形式的转化。一切物体都能以这种方式传递能量，不借助任何传递介质，可以在真空中传播，只要热力学温度在零度以上，都能发射辐射能，通常在高温下热辐射才是主要方式。 以上三种传热方式，在传热过程中常常不是单独存在，而是两种或三种传热方式的结合，称为复杂传热。 1、直接接触式传热 2、蓄热式换热 炼焦炉中煤气燃烧系统就是采用蓄热式换热。 间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别在壁的两侧流动，不相混合，通过固体壁进行热量传递。 3、间壁式换热 传热过程可分为三步： 间壁 热流体 冷流体 对流 对流 导热 热流方向 热量从壁的热侧传到冷侧（热传导） 热量从壁的冷侧面传给冷流体（对流传热） 热流体将热量传给固体壁面（对流传热） 壁的面积称为传热面，是间壁式换热器的基本尺寸。 1、套管式换热器 2、列管式换热器 单程列管式换热器 流体在管束内只通过一次，称为单程列管式换热器。 双程列管式换热器 列管式换热器的换热面积为管束管壁的全部表面积。 d——管径可分别用管内径di，管外径d0或平均直径dm来表示。则对应的传热面积分别为管内侧面积Ai，外侧面积A0或平均面积Am 3、参数规定 （1）温度： 冷流体：进口t1，出口t2 热流体：进口T1，出口T2 （2）管程：流体走管内 壳程：流体走管间 （3）传热面积 传热温差以△t表示，热阻通常以R或r表示 2、热通量（又称为热流密度或传热速度）q 单位传热面积的传热速率。单位为W/m2 传热速率与热通量的关系为 传热体系中各点的温度只随位置的变化，不随时间变化。 1、稳态传热 特点：通过传热表面的传热速率为常量，热通量不一定为 常数。 2、非稳态传热 传热体系中各点的温度，既随位置的变化，又随时间变化。 特点：传热