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文档简介

第七章传热与蒸发 中药制药工程原理与设备 传热第一节概述第二节热传导第三节对流传热第四节热辐射第五节传热计算 这堂课讨论的重点是传热的基本原理及其在化工中的应用 通过本章学习 掌握传热的基本原理和规律 并运用这些原理和规律去分析和计算传热过程的有关问题 并且按照生产需要来选择和优化传热设备 学习目的与要求 在设计时进行合理的优化设计使其在满足工艺要求的条件下投资费用最小 在操作中进行强化传热操作过程 进行最优化操作 对节省传热设备投资 节省能源有着重要的意义 第一节概述 制药生产中对传热过程的要求 1 强化传热过程 如各种换热设备中的传热 2 减缓传热过程 如设备和管道的保温 以减少热损失 第一节概述 第一节概述 传热过程中热交换的方式 1 直接接触式传热 2 蓄热式传热 3 间壁式传热 1 直接接触式传热 热冷流体的直接混合进行热交换 传热效果好 设备简单 允许两种流体相互接触的工艺中应用 2 蓄热式传热 两种流体交替地流过蓄热器 设备结构简单 可耐高温 不能完全避免两种流体间的接触 3 间壁式传热 利用固体壁面将进行热交换的两种流体隔开 传热通过壁面进行 换热过程中两种流体不互相接触 传热的基本概念 一 传热的基本方式 1 热传导热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分或传递的与之接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导 传热的基本概念 一 传热的基本方式 2 对流传热流体各部分质点发生相对位移而引起的热量传递过程 只能发生在流体中 传热的基本概念 一 传热的基本方式 3 热辐射因热的原因而发出辐射能的过程称为热辐射 传热的基本概念 二 热流量和热流密度 1 热流量是指在单位时间内通过传热面的热量 用表示 单位为W 2 热流密度是指单位传热面积的所传递的热量 用q表示 单位为W m2 传热的基本概念 三 定态温度场和非定态温度场 1 定态温度场温度场内各点的温度仅与位置有关 而与时间无关 2 非定态温度场温度场内各点的温度既与位置有关又与时间无关 连续生产过程中的传热多为稳态传热 第二节热传导 温度随距离的变化程度以沿与等温面的垂直方向为最大 通常 将温度为 t t 与t两相邻等温面之间的温度差 t 与两面间的垂直距离 n之比值的极限称为温度梯度 温度梯度的数学定义式为 对稳态的一维温度场 温度梯度可表示为 一 温度场和温度梯度 傅立叶定律 Flourier slaw 描述热传导现象的物理定律 温度梯度 导热系数 热流量 使传热速率为正值 传热面积 对于一维稳态热传导 其表达式为 平壁的稳定热传导 1 单层平壁稳定热传导 微分式 分离变量后积分 积分式 为了更为形象地表达传热速率Q 平壁的稳定热传导 2 多层平壁稳定热传导 通过各层平壁截面的热流量相等 应用合比定律 推广到n层平壁的定态传热 单层平壁
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