热工基础与设备第2章-传热

1、第二章 传 热 导导 热热 对流换热对流换热 辐射换热辐射换热 综合传热综合传热mCntntgradnt/lim00)(lim0ngradntnttn0t0t0Q0Q基本概念传热的几种方式及基本特点 定 义: 指物体各部分无相对位移或不同物体的直接接触，依靠物质的分子、原子、自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。导热导热xtqFxtQdxtdqddFxtdQxtq400c600 c800 c1000 c1200 c9.28.0导热导热bttt001o如粘土砖、硅砖、刚玉、红砖如粘土砖、硅砖、刚玉、红砖o如高铝砖、镁砖、碳化硅砖如高铝砖、镁砖、碳化硅砖 t t 时

2、的热导率时的热导率 0 0时的热导率时的热导率b,实验常数，实验常数，1/ 导热导热,t,t,t度、温度）种类、结构、湿度、密(f导热导热一维稳定导热dxdtq21ttq，const（1）112txtttx导热导热const（2）dxdtqtt10avavtttttq210211121012qxttx21ttq导热导热R=85090o230温度降温度降热阻热阻温度降温度降热阻热阻导热导热电压降电压降电阻电阻RUUI2121ttqFttQ2112111211tRttFttQ导热导热23222322tRttFttQ34333433tRttFttQ导热导热constFniiavinttqFQ1.11

3、各层各层热阻热阻Rt与与热流密度热流密度qi ： Rt1 = 0.23 / 1.2916 = 0.1781 (m2)/W； Rt2 = 0.065/ 0.2791 = 0.2329 (m2)/W； Rt3 = 0.50 / 0.6486 = 0.7709 (m2)/W q1 = ( 1000 855 ) / 0.1781 = 814.15 ( W/m2 ) q2 = ( 855 670 ) / 0.2329 = 794.33 ( W/m2 ) q3 = ( 670 50 ) / 0.7709 = 804.25 ( W/m2 )导热导热edc*lFr212212rrnttavQavFavttrr

4、nrravrrttQ21121212212计算公式：计算公式：导热导热圆筒壁内外圆筒壁内外传热面积传热面积的的对数平均值对数平均值121212122FFnFFrrnrravF圆筒壁内外圆筒壁内外半径半径的的对数平均值对数平均值1212rrnrr12rr 圆筒圆筒壁厚壁厚温度分布：温度分布：对数曲线对数曲线121211rrnrrntttt导热导热niixFiavttQn1.11导热导热(m2)/W(m2)/W2021-7-2740【例例】某冷库的墙壁由三层材料构成，内层为软木，某冷库的墙壁由三层材料构成，内层为软木，厚厚15mm，导热系数，导热系数0.043W/(m)，中层为石棉板，中层为石棉板

5、，厚厚40mm,导热系数导热系数0.10W/ (m) ，外层为混凝土，厚，外层为混凝土，厚200mm,导热系数导热系数1.3W/ (m) ，测得内墙表面为，测得内墙表面为-18，外墙表面温度为外墙表面温度为24，计算每平方米墙面的冷损失量；，计算每平方米墙面的冷损失量；若将内、中层材料互换而厚度不变，冷损失量将如何若将内、中层材料互换而厚度不变，冷损失量将如何变化。变化。n解 t1=18,t4=24,1=0.043W/(m),2=0.10W/(m),3=1.3W/ (m) 2143121231824465/0.0150.0400.200.0430.11.3ttqW mbbbA 2021-7-2

6、741t1=-18,t4=24,1=0.10W/(m),2=0.043W/(m), 3=1.3W/ (m) 214312123182434/0.0150.040431.3ttqW mbbbA 互换材料后，由于导热热阻的增大，使得冷量损失减少。互换材料后，由于导热热阻的增大，使得冷量损失减少。在使用多层材料保温时要注意热阻的分配在使用多层材料保温时要注意热阻的分配。保温时，导热系数小的放在里层好保温时，导热系数小的放在里层好 内外传热面积的内外传热面积的几何平均值几何平均值21212121ddavttFFavttQ2121ddFF2112111111rrrrtttt导热导热导

7、热导热或或xFavttxFavtttxqFQ210211212dd212FF221FFFx1221FFnFFFx21FFFx导热导热RtQ导热导热rhrR4212271.12orrnR导热导热nnnavFFFFFtFtFtFtt.3213322115、温度不平均物体的平均温度计算温度不平均物体的平均温度计算6、有内热源的稳态导热有内热源的稳态导热传入热量传入热量-传出热量传出热量+内热源热量内热源热量=热焓增量热焓增量2021-7-27492021-7-27502021-7-27512021-7-2752)tt (qwfFttQwf)(orFtQ11tq)(fwttqFttQfw)(：2021

8、-7-27532021-7-2754IwwwwwRUIAURBUwwwwwRt)q(Q)(FR111t2tR)q(Q2021-7-27552021-7-2756 pttg ktgtg2/ sm1/k2021-7-2757 对流换热tg设21T12212122211111112111()(1)TTtTTttTTgtgtgtggtg 单位体积流体具有的浮升力（）单位质量流体具有浮升力2021-7-2758 对流换热边界层边界层导热导热)(ttqwt主流区主流区对流对流)tt (qf稳态传热稳态传热时，两者相等时，两者相等wtftttt很大很大温度梯度温度梯度dxdt很小很小温度梯度温度梯度dxdt

9、dxdtCtwttft)(qQtx2021-7-27592021-7-27602021-7-2761),(ptf 对流换热spaCmw/3/mkgCkgkJ/pC2021-7-2762 对流换热固体壁面的形状：固体壁面的形状： 平面、圆柱、夹层、管族等平面、圆柱、夹层、管族等固体壁面的温度，固体壁面的温度，wt热面位置：热面位置：壁面尺寸，壁面尺寸，l2021-7-2763 对流换热对流换热是是导热导热和和对流对流总作用的结果。在流体中导热机理与总作用的结果。在流体中导热机理与在固体中一样，也取决于在固体中一样，也取决于温度梯度温度梯度和和导热系数导热系数。而对流的换热机。而对流的换热机理则和

10、流体的流动有关。因此，理则和流体的流动有关。因此，对流换热对流换热是一种极复杂过程，影是一种极复杂过程，影响因素很多，对照响因素很多，对照牛顿冷却定律牛顿冷却定律可知，影响对流换热过程的所有可知，影响对流换热过程的所有因素都集中在因素都集中在对流换热系数对流换热系数上，上，换热系数换热系数是影响整个过程的很多是影响整个过程的很多变数的复杂函数。变数的复杂函数。 所以，要求解所以，要求解值，值，只用只用一个微分方程一个微分方程不可能表示不可能表示对流对流和和导热导热两者总和，必须用两者总和，必须用微分方程组微分方程组来描述来描述。.), l ,Cptt ,tg,(fw,f2021-7-2764)

11、nt(ttntq 222222()xyzpdttttttttdxyzCxyz 0yxzdivxyz gradpgdD2 对流换热 2021-7-2765 对流换热2021-7-2766 对流换热几何相似物理相似2021-7-2767 对流换热2021-7-2768 对流换热相似论求 2021-7-2769HolHo 对流换热雷诺准数llRe2021-7-2770 对流换热2021-7-2771)nt(t 0n ()努（塞尔）谢尔特准数努（塞尔）谢尔特准数NulCCCCCltt.ltxtlttllNu10)(nlttntCCtCCC2021-7-2772 对流换热222222()xyzptttt

12、tttxyzCxyz谐时性准数谐时性准数贝克利贝克利准数准数傅立叶准数傅立叶准数ttlCC CuHoCCl2tatllCCC CulPeCCaFolaCCCCCltt222021-7-2773 对流换热 运动微分方程运动微分方程gradpgdD2u弗鲁德准数弗鲁德准数欧拉准数欧拉准数雷诺准数雷诺准数22glC CglC CFrCu22pllCC CpEuCCu22RellC CC CulCC2021-7-277432ReglGaFr伽利略准数伽利略准数32glGrGatt 格拉晓夫格拉晓夫准数准数PCaaPeRePr普朗特普朗特准数准数2021-7-2775 对流换热2021-7-2776 对

13、流换热对流换热准数方程式 准数方程式应用 定性温度和定性尺寸 准数方程式分类无相变对流换热准数方程式2021-7-2777准准数数方方程程式式分分类类551010ffReRe2021-7-2778定性温度取值方案 ： 流体的平均温度 ft壁面的平均温度 wt边界层的平均温度 2wfbttt有限空间流体的平均温度 221wwbttt定性温度定性温度和和定性尺寸定性尺寸2021-7-2779其它 圆管内径或外径 d非圆形管道的当量直径 ed换热面高度 H换热面长度 L2021-7-2780(Pr)nbbNuC Gr2wfbttt2021-7-27812021-7-2782C2021-7-2783

14、对流换热有限空间有限空间指在比较小的空间里指在比较小的空间里, ,流体的流体的受热受热和和冷却冷却, ,是在彼此靠得很近地方发生的是在彼此靠得很近地方发生的, ,热流量通过此空间热流量通过此空间是是热面放热热面放热和和冷面受热冷面受热两者综合的结果两者综合的结果nmbfeHGrC)(Pr)()(相当于两壁面换热的努谢尔特准数2021-7-27842021-7-27852021-7-27862021-7-2787 例题：例题： 竖壁外表面温度竖壁外表面温度tw = 60，外界空气温度，外界空气温度tf = 20，壁高，壁高h = 3m，求每小时通过每平方米壁表面自，求每小时通过每平方米壁表面自由

15、运动换热量（热流密度）。由运动换热量（热流密度）。 （无限空间换热）（无限空间换热） 2021-7-2788例题：例题： 两块边长为两块边长为0.5m0.5m的正方形竖板构成的正方形竖板构成空心夹层空心夹层，夹层，夹层之间距离之间距离15mm,15mm,温度分别温度分别100100、4040，板内充满空气。试计，板内充满空气。试计算通过空气夹层的算通过空气夹层的对流换热热流量对流换热热流量。（有限空间换热）（有限空间换热）2021-7-27892.2.5 2.2.5 流体在管内流体在管内受迫运动受迫运动换热换热2021-7-2790光滑管内湍流光滑管内湍流强制对流强制对流 迪图斯迪图斯贝尔特公

16、式贝尔特公式nfffNuPrRe023. 08 . 0定性温度：为流体定性温度：为流体进出口平均温度进出口平均温度 tf定性尺寸：内径定性尺寸：内径 d 或或 den加热流体加热流体 =0.4=0.4冷却流体冷却流体 =0.3=0.3n适用范围适用范围: :下温差流体与壁面具有中等以为管长501207010211044d.Pr.Reff2021-7-2791不同温度时，流速分布也不同，不同温度时，流速分布也不同，当流体在光滑管内湍当流体在光滑管内湍 流，流，加热液体加热液体或或冷却气体冷却气体时：时：Nuf = 0.023Re0.8Pr0.4；冷却液体冷却液体或或加热气体加热气体时：时：Nuf

17、 = 0.023Re0.8Pr0.3；适用条件为适用条件为L/d 50, Re = 104 1.2104， Pr = 0.7120为为反映不均匀温度场的影响反映不均匀温度场的影响，采用下式：，采用下式： Nuf = 0.023Re0.8Pr1/3(f /w) 0.14该式适用范围：该式适用范围：L/d50, Re 104, Pr=0.7120 2021-7-2792对于弯管，对于弯管，Nuf由上式乘以修正系数由上式乘以修正系数R，u R = 1+1.77 d/R (气体气体)；u R = 1+10.3 (d/R)3 (液体液体) 式中式中R：弯管曲率的半径，：弯管曲率的半径，m； d： 管子直

18、径，管子直径，m。2021-7-2793为管长lldffff10PrRe6 .0Pr2300Rew 对流换热ftdde1/31/30.141.86(Pr )( )()ffffwdNuRel2021-7-2794 100002300Ref 对流换热wftdde14. 03/23/13/2)()(1 Pr25. 1Re116. 0wffffldNu2021-7-2795NueQq2021-7-2796例题：例题： 空气以空气以5m/s5m/s的速度流经一直径为的速度流经一直径为60mm60mm的直管而被加热，的直管而被加热，管长管长4.0m4.0m，已知空气平均为，已知空气平均为9090，管壁温度

19、，管壁温度140140，求管壁与，求管壁与空气间的空气间的对流换热系数对流换热系数，若提高空气流速到，若提高空气流速到1010和和15m/s15m/s，对流，对流换热系数为多少？换热系数为多少？2021-7-27972021-7-27982021-7-27992021-7-27100如下图如下图，壁面边界层的状态，局部换热系数，壁面边界层的状态，局部换热系数Q 从管的从管的正面正面0开始，随边界层厚度的增加而下降。在开始，随边界层厚度的增加而下降。在90100时降低到最小值，管后的流体具有强烈的旋涡，时降低到最小值，管后的流体具有强烈的旋涡，换热系数重新增加换热系数重新增加 2021-7-27

20、101C144404041034103410441042.51050.8910.8210.6150.1740.02390.3300.3850.4660.6180.8052021-7-27102工业设备中，多为工业设备中，多为气体横向流过管束气体横向流过管束，气体流速将受各排管，气体流速将受各排管子的连续干扰，因此对管束的换热，必须考虑一些新的因素，子的连续干扰，因此对管束的换热，必须考虑一些新的因素，即管子的即管子的排列方式、管子间的距离、管子排数、管子直径排列方式、管子间的距离、管子排数、管子直径等。等。流体横掠管束时的流动情况如图。流体横掠管束时的流动情况如图。2021-7-27103例题

21、：例题： 烟气烟气经换热器管束的平均温度经换热器管束的平均温度900900，壁面温度为，壁面温度为600600，换热器部分烟气流速为，换热器部分烟气流速为4.5m/s,4.5m/s,换热器管外直径换热器管外直径57mm,57mm,管束按管束按叉排方式排列叉排方式排列，s s1 1=2d,s=2d,s2 2=2d,=2d,共共6 6排。求烟气流经换热排。求烟气流经换热器管束的器管束的平均换热系数平均换热系数。 2021-7-27104紫外线紫外线可见光可见光红外线红外线微波微波无线电波无线电波0.40.8103107热射线热射线2021-7-271052021-7-27106rotvibeleE

22、EEEE0rotvibeleEEEEhchErotvibee)(1063. 634JSh2021-7-271072021-7-271080qf2021-7-271094、物体热辐射的物体热辐射的吸收吸收、反射反射、和、和透过透过：QQQQQQQQQQDRADRA1透过率反射率吸收率，DQ/QRQ/QAQ/QDRA2021-7-27110%6 . 0腔孔FF6 . 0腔996.0孔 辐射换热2021-7-271112021-7-27112 辐射换热2021-7-27113 辐射换热2021-7-27114. 0EEE0E0QQ2021-7-27115E0EE. 0E 辐射换热2021-7-271

23、16ddEEE0000lim，ddEEE0000lim，dEE000。dEE0FEQ00EFQ 辐射换热2021-7-271172021-7-27118）（TEET0)(）（TEET. 0)()(T)(T)(T 辐射换热)(T2021-7-271192021-7-27120 1TT 1TT 10constTT 10constTT 10constTT2021-7-27121 辐射换热2021-7-27122(w/m3)1251. 0TCeCE22161104387. 110743. 3CC2021-7-271232021-7-27124（m.K)33max109 . 210896. 2T2021

24、-7-27125(w/m2)40400T2C51. 00100TCTd1eCdEE669.5C0810669. 52021-7-271262021-7-27127cosEE.n.002021-7-27128 40001001)/T(C)/(TfEE.n2021-7-27129 2021-7-27130 2021-7-2713142412121100100)T()T(CQAA1A2021-7-27132112.12QQR11 .12.11 .12.1 .12.1 .12.12FEQFEQQQQQefRefefefefefR22 .21.22 .21.2 .21.2 .21.21FEQFEQQQQ

25、QefRefefefefefR2021-7-271331211 .12.12.FEQQefefR核算面积2122 .21.21.FEQQefefR*2122 .1211 .2.12FEFEQQQQQefefefefRR2021-7-27134则：此时：此时：02122 . 01211 . 02.12FEFEQQQQQefefRR212121FF1212 .1 .1212 .1 .121FEEFEEQefefefef2021-7-27135212121FF1.131211001111，1312424323121FFF161151121FFF2021-7-2

26、7136110211211，2121121110FF，2021-7-27137-（1）稳态传热：21.ef1 .ef21.R1 .efQQQQ11 .ef11 .ef11QQQ221112QQQ1212 .1 .1212 .1 .121FEEFEEQefefefef2021-7-27138 211111.R.efQAQQ即111211AQQQ.ef.R又根据101111FEAFEQ01EEA-（2）1111 .0 . 1111FEEQef同理2222 .0 . 2221FEEQef-（3）2220 . 22 .221FEEQef2021-7-27139讨论2221211112 . 01 . 0

27、12111FFFEEQ2 . 01 . 0EE1211F1111F2221F,2021-7-271404101 . 0100TCE4202 . 0100TCE1214241022111212100100111111FTTCQ1214241012100100FTTC122021-7-27141111121121111221112FF2021-7-271421111221112FF21FF 1111211221FF11221128 . 018 . 02 辐射换热2021-7-27143 辐射换热2021-7-27144例题：例题： 钢管长度钢管长度3m3m，直径为，直径为70mm70mm，管壁温度

28、，管壁温度T T1 1为为500K500K，将其放置于截面为，将其放置于截面为 m0.3 m2 2的砖槽内，槽内壁温度的砖槽内，槽内壁温度T T2 2为为300K300K，求该钢管的辐射热损失。，求该钢管的辐射热损失。2021-7-27145遮热板遮热板 遮热罩遮热罩123213QQQ2021-7-27146推动力传热面积热阻角系数2 . 01 . 0EE2 . 01 . 0EEFFFF321321FFF1321313213222323333333131111111111FFFFFF 遮热板遮热板 遮热罩遮热罩222323333333131111111111FFFFFF202

29、1-7-27147前系统黑度前传热量后传热量后系统黑度111121121111221112FF121424101212100100FTTCQFTTCQ424101212100100112113212 . 01 . 012FEEQ1121113211212111331221112 . 01 . 012FFFFFEEQ121111331221112FFFF2021-7-27148遮热后系统黑度减小，净辐射能量减少。112121212QQ111212i遮辐材料层数越多，遮辐能力越强。加入 块，遮辐板 越多， 越小, ii12遮辐材料黑度越小，遮辐能力越强。 越小， 越小， 越小1212Q32021-

30、7-27149遮热板的材料放置位置与遮辐能力无关；遮热罩的材料放置位置与遮辐能力有关，应靠近辐射源。（F3）遮热的结果将使1与3之间的温度升高。 -涉及发热元件或砌炉材料的实际应用-工程上常可依据遮辐要求和辐射源 表面温度求得遮辐板的温度和放置位置。2021-7-27150热电偶测温误差热电偶测温误差2021-7-27151142410111100100FTTCFttgc212021-7-271524241011100100TTCtttcg%?%ttg1002021-7-27153解：热电偶达到热平衡时， Q气-偶 = Q 偶-壁 （对流为主）（辐射） 131434101311100100FT

31、TCFttgc1322021-7-27154遮热罩达到热平衡时， Q偶-罩 + Q气-罩 = Q 罩-壁 （辐射） （对流为主） （辐射） 相对较小，忽略32342430323313143410131001002100100FTTCFttFTTCgc3142430331001002TTCttgc4 .15t %6 . 6%100gtt2021-7-271552021-7-271562021-7-271572021-7-27158例题例题:已知有两无限大平行平面，其表面温已知有两无限大平行平面，其表面温度分别为度分别为20及及600，黑度均为，黑度均为0.8，如果在，如果在两平面中安放一块黑度为

32、两平面中安放一块黑度为0.8或或0.05的遮热的遮热板，试求这两无限大平行平面间的板，试求这两无限大平行平面间的净辐射净辐射热量。热量。2021-7-27159（a）当当3 = 0.8 时，带入公式得：时，带入公式得：1212311122121231111121123220.8 0.8 0.8212120102221121()(417.8 32927.8)10836.7 /310836.7 /netnetnetqEEW mqqW m2021-7-27160212123110.0247 /112112220.8 0.8 0.8W m21212010222112() 0.0247 (417.8 3

33、2927.8)803.0 /803.0 /netnetnetqEEW mqqW m2021-7-271612021-7-271622021-7-27163与气体的分子数目有关（温度、分压、有效层厚度）0Hcog22ggggPtf、%iVFVmg4容积表面积2021-7-27164其数值由实验得出分子数目ggPg535331100100074222.gCO.ggCOCOTCTP.E336080100100074222gOHg.g.OHOHTCTP.E表达为四次方形式：40100gggTCE因此： 必与温度有关，应修正 g TEETgg0呈非线性变化，原因tg黑体光谱曲线左移 变化ggT分子数目2

34、021-7-271652021-7-27166 不论何种类型的传热计算，都是联立热量衡算方程不论何种类型的传热计算，都是联立热量衡算方程式，传热速率方程式及式，传热速率方程式及 、K计算式求解的过程，即计算式求解的过程，即总传热速率方程：总传热速率方程：mQKF tQ-传热速率，传热速率，WK-总传热系数，总传热系数，W/(m2)F-传热面积，传热面积， m2 tm-两流体的平均温度差，两流体的平均温度差， 2021-7-27167一、传热平均温度差的计算一、传热平均温度差的计算 在间壁式换热器中，按照参加热交换的两种流体，在沿着换在间壁式换热器中，按照参加热交换的两种流体，在沿着换热器的传热

35、面流动时，各点温度变化的情况，可将传热过程分热器的传热面流动时，各点温度变化的情况，可将传热过程分为恒温传热和变温传热两种。为恒温传热和变温传热两种。(一一)恒温传热与变温传热恒温传热与变温传热1、恒温传热、恒温传热蒸发蒸发(溶液沸腾和蒸汽冷凝溶液沸腾和蒸汽冷凝)由于恒温传热时，冷热两种流体的温度都维持不变，所以两流由于恒温传热时，冷热两种流体的温度都维持不变，所以两流体间的传热温度差亦为定值。即体间的传热温度差亦为定值。即tm=T-t2、变温传热、变温传热:间壁一边流体变温而另一边流体恒温间壁一边流体变温而另一边流体恒温间壁两侧流体变温间壁两侧流体变温2021-7-27168t1Tt2T1t

36、2t1T2一侧流体变温：逆流与并流一样一侧流体变温：逆流与并流一样 2021-7-27169逆流：参与热交换的两种流体在间壁的两边分别以相反的方向运动。逆流：参与热交换的两种流体在间壁的两边分别以相反的方向运动。 并流：参与热交换的两种流体在间壁的两边以相同的方向流动。并流：参与热交换的两种流体在间壁的两边以相同的方向流动。 错流：参加热交换的两种流体在间壁的两边，呈垂直方向流动称为错流。错流：参加热交换的两种流体在间壁的两边，呈垂直方向流动称为错流。折流：参加热交换的两种流体在间壁两边，其中之一只沿一个方向流动，称为折流：参加热交换的两种流体在间壁两边，其中之一只沿一个方向流动，称为简单折流

37、，若两流体均作折流，或既有折流又有错流的称为复杂折流。简单折流，若两流体均作折流，或既有折流又有错流的称为复杂折流。2021-7-271702021-7-27171并流并流逆流逆流错流错流折流折流2021-7-27172（二）平均温度差tm的计算2121lntttttm假设：假设：1、热、冷流体的质量流量、热、冷流体的质量流量qm1与与qm2均为常数；均为常数；2、冷热流体的比热容、冷热流体的比热容cp1与与cp2及总及总的传热系数的传热系数K沿传热面均不变；沿传热面均不变；3、不计换热器的热损失、不计换热器的热损失适用：适用：1、两侧流体变温传热的逆流操作和并流操作、两侧流体变温传热的逆流操

38、作和并流操作 2、对一侧流体变温传热、对一侧流体变温传热注意：把温差中较大者作为注意：把温差中较大者作为 t1，较小者作为，较小者作为 t22021-7-27173逆流与并流比较逆流与并流比较a、当、当T1、T2及及t1、t2均已确定时，均已确定时， tm逆逆tm并并，若，若Q相同，则相同，则A逆逆A并并，所以工，所以工业换热器一般是采用逆流；业换热器一般是采用逆流； b、并流、并流 t2 总是总是 T2，逆流，逆流t2 可以可以 (t2 - t1)并并，冷却剂用量，冷却剂用量ms2逆逆(T1-T2)并并，加热剂用量，加热剂用量qm1逆逆 qm1并并； 结论：逆流比并流优越，故应尽可能采用逆流

39、操作。但对热敏性物料的加热并结论：逆流比并流优越，故应尽可能采用逆流操作。但对热敏性物料的加热并流操作可避免出口温度流操作可避免出口温度t2过高而影响产品质量。此外，传热的好坏，除过高而影响产品质量。此外，传热的好坏，除tm的大小外的大小外，还应考虑影响，还应考虑影响K的多种因素及换热器结构方面的问题。的多种因素及换热器结构方面的问题。2021-7-27174错流和折流时的平均温度差：错流和折流时的平均温度差：tm=ttm逆逆t pA2 pB11，漂流因子的大小直接反映了总体流动在传质中所漂流因子的大小直接反映了总体流动在传质中所占分量的大小，即漂流因子体现了总体流动对传质速率的影响占分量的大

40、小，即漂流因子体现了总体流动对传质速率的影响。2121lnBBBmBBpppBpp为组分 分压力的对数平均值此式也适用于液相此式也适用于液相1212()()AAaAAAABmBmppM D PDPggCCRTxpxp或者分子扩散系数是物质的特征系数之一，表示物质在介质中分子扩散系数是物质的特征系数之一，表示物质在介质中的扩散能力；的扩散能力；扩散系数取决于扩散质和介质的种类及温度等因数。扩散系数取决于扩散质和介质的种类及温度等因数。对于气体中的扩散，浓度的影响可以忽略；温度升高扩散对于气体中的扩散，浓度的影响可以忽略；温度升高扩散系数增大，与系统压强成反比。系数增大，与系统压强成反比。四、分子

41、扩散系数四、分子扩散系数扩散系数可以理解为沿扩散方向，在单位时间内每单位浓扩散系数可以理解为沿扩散方向，在单位时间内每单位浓度降的情况下，通过单位表面积所扩散的物质的量度降的情况下，通过单位表面积所扩散的物质的量物质在液相中的扩散系数小于在气相中的扩散系数，一般物质在液相中的扩散系数小于在气相中的扩散系数，一般为为1.15*10-5cm2/s； 物质的扩散系数可由实验测得，或查有关资料，或借助于物质的扩散系数可由实验测得，或查有关资料，或借助于经验或半经验公式进行计算。（见书公式经验或半经验公式进行计算。（见书公式2-137,2-138，表，表2-10、2-11）对于液体中的扩散，浓度的影响不

42、可以忽略，而压强的影对于液体中的扩散，浓度的影响不可以忽略，而压强的影响不显著。响不显著。对于气体、液体在固体中的扩散速率小于在液体及气体中对于气体、液体在固体中的扩散速率小于在液体及气体中的扩散速率。的扩散速率。五、对流传质的基本公式五、对流传质的基本公式 在湍流流体中同时存在湍流扩散在湍流流体中同时存在湍流扩散 和分子扩散（湍流扩散占主导和分子扩散（湍流扩散占主导地位地位 ），其总扩散通量为），其总扩散通量为对流传质：分子扩散和湍流扩散的综合对流传质：分子扩散和湍流扩散的综合1 1、湍流扩散：、湍流扩散：当流体流动或搅拌时，由于流体质点的宏观随机运当流体流动或搅拌时，由于流体质点的宏观随机

43、运动，使组分从高浓度处向浓度低处移动依靠流体质点的湍动和旋涡动，使组分从高浓度处向浓度低处移动依靠流体质点的湍动和旋涡来传递物质的现象。来传递物质的现象。对流传质：流体流动状态、速度分布、温度梯度等影响对流传质：流体流动状态、速度分布、温度梯度等影响g()AAEdCDDdx式中式中 D分子扩散系数，分子扩散系数，m2/s； DE湍流扩散系数湍流扩散系数，m2/s； dCA/dx沿沿x方向方向的浓度梯度，的浓度梯度，kmol/m4； gA总扩散通量总扩散通量kmol/(m2s)注：涡流扩散系数注：涡流扩散系数DE不是物性常数，它与湍动有关，且随位置不是物性常数，它与湍动有关，且随位置而不同。由于其难以测定，常将分子扩散和涡流扩散结合在一而不同。由于其难以测定，常将分子扩散和涡流扩散结合在一起考虑。起考虑。发生在流动着的流体与相界面之间的传质过程。在滞流内层发生在流动着的流体与相界面之间的传质过程。在滞流内层主要是分子扩散。在过渡层既有分子扩散主要是分子扩散。在过渡层既有分子扩散, ,也也有有湍流湍流