复旦大学化工原理第四章传热

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,复旦大学化工原理第四章传热,二.传热的根本方式,根据传热的机理区分，传热的根本方式有：,热传导：通过物质的分子、原子和自由电子等微观粒子的,热运动而进展热量传递的过程。,对流：在流体中，冷、热不同部位的流体质点作宏观移,动和混合，将热量从高温处传递到低温处的过程。,热辐射：物质因本身的温度而激发产生电磁波，向空间,传播来进展热量传递的过程。,2,三,.,间壁传热过程,在工业生产中，冷、热两种流体的热交换，多数情况下不允许两种流体直接接触；要求用固体壁隔开，即采用间壁传热。,最常见的一种间壁传热设备是套管式的热交换器。,3,四,.,工艺过程的热负荷计算,无相变时的热负荷计算,如果工艺要求将质量流率为 qm1 (Kg/S)、比热为,Cp1 J/Kg.K)的热流体由温度 T1 冷却至 T2；那么在单位时,间内热流体所释放出的热量放热速率 Q1 为：,Q1=Cp1 qm1(T1 T2)单位是：W J/S 。,热流体所释放的热量必须被冷流体所带走。假设冷流体在单,位时间内的吸热量 吸热速率 为 Q2 :,Q2=Cp2 qm2(t2 t1)单位是：W J/S 。,冷、热流体的热量交换必须通过热交换器来实施。假设使用,的热交换器传热速率为：Q=Km Am Dtm 。那么：,Q1=Q2=Q 才能满足工艺要求。,4,2.有相变的热负荷计算,如果热流体是温度为 T 的蒸汽，现要将其冷凝为温度为 T,的液体；那么热流体在单位时间内所释放的热量 Q:,Q=g qm,式中：g 热流体在温度为 T 时的汽化潜热，KJ/Kg ；,qm 热流体的质量流量，Kg/S 。,五,.,热量传递的极限,热量传递的极限是冷、热流体的温度相等。,如果一个逆流操作的热交换器，具有无穷大的换热面积，,那么有：T1=t2 或 T2=t1,5,第二节 热传导,一,.,傅立叶定律,单位时间内传导的热量与温度梯度与垂直于热流方向的截面积成正比。即：,其中比例系数,l,，称为物质的导热系数，,W/m.K,。,公式中的负号表示热流方向与温度梯度方向相反。,6,二,.,导热系数,各类固体材料的导热系数的数量极为：,金属,10 100 W/m.K,建筑材料,绝热材料,金属的导热系数最大，液体其次，气体的导热系数最小。,对于固体材料，其导热系数随温度,t,而变，近似为直线关系：,l,=,l,0,(1+,a,t),其中：,a,温度系数。对于大多数金属材料,a,为负值；,对于大多数非金属材料,a,为正值。,7,三,.,平板壁的稳定热传导,假设热传导仅在 x 方向进展传递，,平板壁的传热面积为 A。,那么平板壁的热传导速率为：,8,四,.,多层平板壁的稳定热传导,假定各板之间严密接触。,那么多层平板壁的热传导速率：,式中：,A,平板的传热面积，,m,2,；,l,1,、,l,2,、,l,3,分别为板,1,、,板,2,、板,3,的导热系数，,W/m.K,。,9,五,.,圆筒壁的稳定热传导,圆筒壁的稳定热传导速率为：,式中：,当,A,2,/A,1,104 ，0.7 Pr 160,当流体被加热时 n=0.4 ；当流体被冷却时 n=0.3。,设备尺寸为管内径；定性温度为流体主体进、出口温度的,算术平均值；流体为低粘度流体小于水粘度的 2 倍。,17,例题：,水在一定的流量下通过某套管式热交换器的内管，,温度从 200C 升至 800C；实验测得其对流传热系数为,1000 W/m2.0C。试求同样体积流量的苯通过该热交,换器内管时的对流传热系数。：在两种情况下流,体的流动型态皆为高度湍流；苯的进、出口温度的算,术平均值为 60 0C。,18,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进。,19,20,谢谢欣赏！,21,2021/11/5,谢谢大家！,