化工流体流动第4章 传热课件.ppt

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1、第4章传热周一交作业答疑时间：每周五下午2:30-4:30答疑地点：20-829，20-832学习目的了解传热方式和传热机理，掌握传热过程的基本计算方法，在此基础上，实现对换热器的设计和选型。4.1概述传热：也称为热传递，由于温度差引起的能量转移。化工生产中对传热的要求主要有两方面：（1）强化传热；（2）削弱传热传热学与热力学之间的关系：传热学：研究传热机理和传热速率，是热力学的延伸。热力学：研究物质的平衡状态，确定系统由一种平衡状态变到另一种平衡状态所需的总能量。两者的结合是解决问题的途径。4.1概述4.1概述4.1.1传热的基本方式4.1.

2、1传热的基本方式按照传热机理划分，热传递有三种基本的方式：1.热传导定义：又称导热。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所引起的热传递。1.热传导热传导在固体、液体和气体中均可进行，但微观机理不同。纯热传导过程仅是静止物质内的一种传热方式。2.热对流定义：流体各部分之间发生相对位移引起的热传递过程称为热对流。（1）自然对流产生对流的原因：（2）强制对流对流传热定义：又称给热，流体流经固体壁面时发生的对流和热传导同时作用的过程。特点：靠近壁面附近主要依靠热传导方式传热，而在流体主体中主要依靠对流方式传热。对流传

3、热与流体流动状况密切相关。3.热辐射定义：因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。物体之间相互辐射和吸收能量的总结果称为辐射传热。特点：不仅有能量的传递，还有能量形式的转移。4.1概述4.1.1传热的基本方式4.1.2传热过程中热冷流体（接触）热交换的方式4.1.2传热过程中热冷流体（接触）热交换的方式1.直接接触式换热和混合式换热器冷、热流体直接混合进行热交换。所采用的设备称为混合式换热器。图4-1混合式冷凝器(a)并流低位冷凝器(b)干式逆流高位冷凝器1-外壳2-淋水板；3、8-气压管；4-蒸汽进口；5-进水口；6-不凝气出口；7

4、-分离罐1.直接接触式换热和混合式换热器142.蓄热式换热和换热器蓄热式是在蓄热器中实现热交换的一种换热方式。蓄热器内有固体填充物，冷、热流体交替地流过换热器，利用固体填充物来积蓄和释放热量而达到热交换的目的。4.1.2传热过程中热冷流体（接触）热交换的方式2.蓄热式换热和换热器图4-2蓄热式换热器蓄热式换热器3.间壁式换热和换热器冷、热流体被固体壁面隔开，分别在壁面两侧流动，通过固体壁面进行热交换。流体与壁面之间的传热称为对流传热过程。将冷、热流体通过壁面之间的传热称为热交换过程，简称传热过程。4.1.2传热过程中热、冷流体（接触）热交换的方

5、式3.间壁式换热和间壁式换热器图4-3间壁两侧流体间传热4.1概述4.1.1传热的基本方式4.1.2传热过程中热冷流体（接触）热交换的方式4.1.3典型的间壁式换热器4.1.3典型的间壁式换热器1.套管式换热器图5-1套管式换热器套管式换热器1-内管2-外管2.单程列管式换热器列管式换热器4.1.3典型的间壁式换热器图5-2单程管壳式换热器1-外壳,2-管束,3、4-接管,5-封头,6-管板,7-挡板,8-泄水池3.多程列管式换热器4.1.3典型的间壁式换热器图4-6双程管壳式换热器1—壳体2—管束3—挡板4—隔板4.1.3典型的间壁式换热器4

6、.不同热补偿方式的列管式换热器(1)具有补偿圈的换热器(2)U型管式换热器(3）浮头式换热器4.1.3典型的间壁式换热器传热面积选取不同的管径对应不同的传热面积4.1概述4.1.1传热的基本方式4.1.2传热过程中热冷流体（接触）热交换的方式4.1.3典型的间壁式换热器4.1.4传热速率和热通量4.1.4传热速率和热通量传热速率：是指单位时间内通过传热面的热量。热通量：是指单位面积的传热速率。热通量与一定的基准面积相对应。符号：单位：符号：q单位：4.1概述4.1.1传热的基本方式4.1.2传热过程中热冷流体（接触）热交换的方式4.1.3典型的

7、间壁式换热器4.1.4传热速率和热通量4.1.5稳态传热和非稳态传热非定态传热：系统中各点的温度既随位置变化，又随时间变化。定态传热：传热系统内不积累能量，系统内各点的温度仅随位置变化，而与时间无关。4.1.5稳态传热和非稳态传热连续生产过程中的传热多为定态传热；间歇换热设备和连续生产的开、停车阶段都为非稳态传热过程。4.1概述4.1.1传热的基本方式4.1.2传热过程中热冷流体（接触）热交换的方式4.1.3典型的间壁式换热器4.1.4传热速率和热通量4.1.5稳态传热和非稳态传热4.1.6载热体及其选择4.1.6载热体及其选择载热体：物体在换

8、热器内被加热或冷却时，通常需要用另一种流体供给或取走热量，此种流体称作载热体。加热剂：加热介质，起加热作用的载热体；冷却剂：冷却介质，起冷却作用的载热