食品工程05__传热

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1、第五章第五章传传热热1本章学习要求：本章学习要求：1、掌握内容传热基本方式、工业换热方式及适用范围；传热基本方程式及其相关参数的计算方法；傅立叶定律及其应用；传热系数计算及测定方法，换热面积的确定方法；强化传热的方法与途径。2、理解内容热负荷与传热速率间的关系，传热机理、传热膜概念，有相变传热过程的膜系数计算，列管换热器的选型方法。3、了解内容工业换热器的类型、结构、操作原理。21•传热概述2•热传导3•对流传热4•热交换5•辐射传热3结合生活实际讨论：俗话：“开水不响，响水不开”能否采用传热学的知识解释？为什么100度的蒸汽烫伤程

2、度比100度水严重？为什么在夏天吹电风扇时感觉凉快些？为什么说：“寒风刺骨”？保温瓶、冷库的保温机理？4第一节概述传热？传热？–物体之间或物体内部因温度差而引起的能量转移。对传热的要求对传热的要求Ø强化传热过程：各种换热设备中的传热。Ø削弱传热过程：如对设备和管道的保温，以减少热损失传热过程的分类传热过程的分类∂t¾稳态传热：Q,q,t⋅⋅⋅=f()x,y,z=0∂θ¾非稳态传热：Q,q,t⋅⋅⋅=f()x,y,z,θ5热源和冷源热源和冷源1、热源1）电热：特点是加热能达到的温度范围广，而且便于控制，使用方便，比较清洁。但费用比较高

3、。2）饱和水蒸气：优点：饱和水蒸气的冷凝温度和压强有一一对应的关系，调节饱和水蒸汽的压强就可以控制加热温度，使用方便，而且饱和蒸汽冷凝过程的传热速率快。缺点：饱和水蒸气冷凝传热能达到的温度受压强的限制。63）烟道气烟道气的温度可达700℃以上，可以将物料加热到比较高的温度。缺点：传热速度慢，温度不易控制。4）高温载热体：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。711传热的基本方式传热的基本方式热传导热传导、、对流对流和和辐射辐射1.1热传导(conduction)物体各部分之间不发生

4、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。特点：特点：没有物质的宏观位移，只发生在静止物质内的一种传热方式。范围：范围：在固体、液体和气体中都可以发生。81.21.2热对流热对流(convection)流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程。范围：范围：热对流仅发生在流体中。方式：方式：∑强制对流强制对流因泵（或风机）或搅拌等外力所导致的对流。同同时时∑自然对流自然对流发发由于流体各处的温度不同而引起的密度差异，生生致使流体产生相对位移。91.31.3热热辐射辐射(radiation)辐射是一种通过

5、电磁波传递能量的过程。因热的原因而产生的电磁波在空间的传递。特点：特点：∑所有物体都能将热以电磁波的形式发射出去，而不需要任何介质，可以在真空中传播。∑只有在物体温度较高的时候，热辐射才能成为主要的传热形式。10实际上，传热过程往往并非以某种传热方式单独出现，而是两种甚至是三种传热方式的组合。例如：热水瓶抽真空：减少导热过程的损失；瓶口加塞：减少对流损失；内胆镀银：减少辐射传热的损失。再如，生产中普遍使用的间壁式换热器中的传热，主要是以热对流和导热相结合的方式进行的。1122冷热流体的接触方式冷热流体的接触方式2.1直接接触式直接接

6、触式特点：特点：冷、热两流体可以通过直接混合进行热量交换的。也称混合式换热。优点：优点：ò传热效果好ò设备结构简单ò传热效率高典型设备：如凉水塔、喷洒式冷却塔、混合式冷凝器122.22.2蓄热式蓄热式优点：优点：•结构较简单•耐高温缺点：缺点：•设备体积大•有一定程度的混合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。132.32.3间壁式（重点）间壁式（重点）特点：特点：冷、热流体被固体壁面隔开，分别在壁的两侧

7、冷、热流体被固体壁面隔开，分别在壁的两侧流动，不相混合，通过壁面进行热交换。流动，不相混合，通过壁面进行热交换。T1t2)1(热流体⎯Q⎯→1(对流⎯⎯)管壁内侧Q对流导热对流Q2(热传导))2(管壁内侧⎯⎯→⎯⎯⎯管壁外侧热冷)3(管壁外侧⎯Q⎯→3(对流⎯⎯)冷流体流T2t流1体体典型设备：列管式换热器、套管式换热器1433热载体热载体及其选择及其选择用某种流体取走或供给热量常用加热剂及其适用温度范围加热剂适用温度，℃热水40～100饱和蒸汽100～180常用冷却剂及其适用温度范围矿物油180～250冷却剂适用温度，℃联苯混合物

8、255～380（蒸汽）水（自来水、河0～80水、井水）熔盐142～530空气>30烟道气～1000盐水0～－15氨蒸汽<－15～－3015毒性小，不易燃、易爆温度易调，不易腐蚀节控制设备饱和蒸气价格便压较低，宜，来加热时不源容易易分解