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化工原理课件
YANTAI UNIVERSITY YANTAI
The principles of Chemical Engineering
主讲、、制作制作::齐世学齐世学
烟台大学化化学生物理工学院
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Ch4 传热(Heat Transfer )
§§11 概述
§§22 热传导
§§33 对流传热
§§44 传热过程计算
§§55 对流传热系数关联式
§§66 辐射传热
§§77 换热器
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§§11 INTRODUCTION
传热即热量的传递过程,,凡是有温差的凡是有温差的
地方就有热量的传递。。应用十分广泛应用十分广泛。
一一、、、传热的重要性传热的重要性
1. 传热在化化工中的应用
化化学反应控温::热量的导入与导出热量的导入与导出;
单元操作::蒸馏蒸馏、、蒸发蒸发、、干燥等干燥等;
保温与隔热::低温与高温过程低温与高温过程;
废热回收:
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2. 传热问题的分类
①强化化传热::在传热设备中对物料进在传热设备中对物料进
行加加热或冷却,,希望传递速率高希望传递速率高。
②削削弱传热::对设备或管道进行保对设备或管道进行保
温温,,,减少热损失减少热损失。
传热计算::设计与校核设计与校核;
改进设备::进行强化化或弱化化进行强化化或弱化化。
3. 主要内容
影响因素、、基本规律基本规律、、实际应用实际应用。
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二二、、、传热的三种基本方式传热的三种基本方式
传热以温差((压压压)))为推动动力力为推动动力力,,凡是有温凡是有温
差的地方就有热量的传递。。没有外功功输入没有外功功输入
时时,,,高温高温→→低温低温。。物体内部和物体之间物体内部和物体之间。
1. 热传导((导热导热):Conduction
物体内部或物体之间的直接接触传热。
方式::分子分子、、原子原子、、自由电子的运动动自由电子的运动动、
碰撞。
特点::无物质的宏观转移无物质的宏观转移。。需要介质需要介质。
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2. 对流传热((热对流热对流):Convection
流体中由于流体质点的移动动和混合引起
的传热。
特点::有物质的宏观转移有物质的宏观转移。。需要介质需要介质。
☻对流传热中常伴随导热,,难以截然分开难以截然分开
→→合并处理合并处理,,叫对流传热或给热叫对流传热或给热。。如流如流
体与固体壁面之间的传热。
☻产生对流的原因:强制制对流((外力力作外力力作
用用)))与与自然对流((温度不均温度不均)。
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3. 热辐射:Radiation
以电磁波方式进行的热量传递过程。
☻伴随能量转换::热能热能→→辐射能辐射能→→热能热能;
☻无需介质,,可在真空中传递可在真空中传递;
☻只有高温较高时,,才加加以考虑才加加以考虑。
实际中的热量传递过程常常是多种传热
方式的组合→→复杂传热复杂传热。
三三、、、热源与冷源热源与冷源
用于加加热或冷却的物料或手段。
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用于取走或供给热量的物料叫载热体。
冷却剂剂((介质介质):
加加热剂剂((介质介质):
1. 热源: 表4-2
①电热::加加热温度范围广加加热温度范围广,,便于控制制便于控制制,
使用方便,,比较清洁比较清洁。。但费用较高但费用较高。
②饱和蒸汽::温度和压强对应温度和压强对应,,使用方使用方
便便,,,冷凝传热速率快冷凝传热速率快。。但温度受限但温度受限。。如温如温度
300 ℃℃(( MPa ),180 ℃( 1MPa ))。。
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③烟道气::温度可达温度可达700700℃℃℃以上以上,,可可
将物料加加热到到较高温度。。但传热速度慢但传热速度慢,
温度不易控制制。
④高温载热体::如矿物油如矿物油、、熔盐等熔盐等。
沸点高,,化化学性质稳定化化学性质稳定。
2. 冷源: 表4