第04章热量传递.ppt

第四章
热量传递
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第一节热量传递的方式
第二节热传导
第三节对流传热
第四节辐射传热
本章主要内容
第四章热量传递
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第一节热量传递的方式
一、热传导
二、对流传热
三、辐射传热
本节的主要内容
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在环境工程中,很多过程涉及加热和冷却:
对水或污泥进行加热,在冷却操作中移出热量;
对管道及反应器进行保温以减少系统的热量散失;
换热
传热是极普遍的过程:
凡是有温差存在的地方,就必然有热量传递。
第一节热量传递的方式
环境工程中涉及的传热过程主要有两种情况:
强化传热过程,如各种热交换设备中的传热;
削弱传热过程,如对设备和管道的保温,以减少热量损失。
传热速率问题
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根据传热机理的不同,热的传递主要有三种方式:
热传导
对流传热
流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程,仅发生在液体和气体中。通常认为是流体与固体壁面之间的热传递过程。
发生在流体内部
流体有宏观位移
通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。
发生在相互接触的物质之间和物质(静止或层流流动)内部。
无物质的宏观位移
第一节热量传递的方式
辐射传热
物体由于热的原因而发出辐射能的过程。
靠电磁波传热(热—波—热)
与热传导和对流传热不同,辐射传热无须借助中间介质的存在来传递热量,可以在真空中传递。
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第一节热量传递的方式
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第一节热量传递的方式
工业上常用的加热剂有热水、饱和水蒸汽、矿物油、联苯混合物、熔盐(熔融体)和烟道气等。当要求温度小于180℃时,常用饱和水蒸汽。饱和水蒸汽冷凝放出潜热,潜热大大于显热,因此所需的蒸汽量小,且相变过程不发生温度变化。(注:若不将饱和水蒸汽中的不凝性气体及时排走,会大大降低传热效果。)
常用的冷却剂是水、空气和各种冷冻剂(***利昂,干冰)。水和空气可将物料最低冷却至周围环境的温度。当温度不很低时,水是最适宜的冷却剂。
载热体及其选择
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,使用安全,对设备应基本上没有腐蚀;
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第一节热量传递的方式
(1)什么是热传导?
(2)什么是对流传热?分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。
(3)简述辐射传热的过程及其特点。
(4)试分析在居室内人体所发生的传热过程,设室内空气处于流动状态。
(5)若冬季和夏季的室温均为18℃,人对冷暖的感觉是否相同?在哪种情况下觉得更暖和?为什么?
本节思考题
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一、傅立叶定律
二、导热系数
三、通过平壁的稳定热传导
四、通过圆管壁的稳定热传导
本节的主要内容
第二节热传导
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在气态、液态和固态物质中都可以发生,但传递的方式和机理是不同的。
气体热量传递是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果;
固体以两种方式传递热量:晶格振动和自由电子的迁移;
液体的结构介于气体和固体之间,分子可作幅度不大的位移,热量的传递既由于分子的振动,又依靠分子间的相互碰撞。
机理:通过物质的分子、原子和电子的振动、位移和相互碰撞发生的热量传递过程。
条件:物体各部分之间无宏观运动。
第二节热传导
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