总传热速率方程

1、药品生产技术专业教学资源库-制药单元操作技术教学设计教 师 姓 名授课班级授课形式讲授授 课 日 期 授课时数2授课内容情景3 传热和换热器选择及操作任务2 总传热速率方程教学目的知 识目 标1. 掌握间壁式换热器的传热过程2. 理解换热过程的稳定传热过程和不稳定传热过程3. 掌握传热基本方程能 力目 标处理间壁式换热器的传热过程中问题的能力思 想目 标节约能源，爱岗敬业精神教 学 重 点间壁式换热器的传热过程传热基本方程教 学 难 点间壁式换热器的传热过程传热基本方程更新、补充、删 节 内 容使 用 教 具多媒体课 外 作 业课 后 体 会授课主要内容及课堂教学设计教学环节 课 程 内 容

2、设 计教学方法时间min组织复习引入新课小结作业提问：传热的基本方式？间壁式换热器的传热过程任务2 传热的基本方程1. 基本概念热负荷Q：是工艺要求，热流体或冷流体达到指定温度需要吸收或放出的热量，J/s或W。热负荷是生产上要求换热器必须完成的生产任务，取决于生产任务，是换热中的已知量。传热速率Q：又称热流量，单位时间内通过传热面积传递的热量，J/s或W。换热速率是换热器单位时间能够传递的热量，是换热器的生产能力，主要有换热器自身的性能决定。热流密度q：又称热通量，单位时间内通过单位传热面传递的热量，或W/m2。 式中A总传热面积，m2。2稳态与非稳态传热（1）稳定传热 在换热器系统中，各传热

3、位置的温度如果不随时间而变化，则该系统传热就称为，稳定传热过程中各传热点的传热速率不随时间而变，这种类型的传热过程发生在连续生产过程中。例如：在生产过程的连续稳定阶段，原料的供给或产品的回收都是稳定的，则换热过程中每个位置上的温度可认为是不变的，就属于稳定传热。（2） 非稳定传热 在换热器系统中，各传热位置的温度如果随时间而变化，则该系统传热就称为非稳定传热。非稳定传热过程中各传热点的传热速率随时间而变，这种类型的传热过程发生在间歇生产过程中。例如：在生产过程的开工或停车过程中，由于生产负荷逐渐增加或逐渐降低，使换热过程每个位置上的温度逐渐升高或降低。就属于非稳定传热过程。3认识间壁式换热器的

4、传热过程 冷、热流体通过换热器进行热交换，往往通过间壁式换热器达到换热的目的，这个过程必须具备三个条件：一是冷热流体存在温度差，二是换热器必须提供换热面积，三是换热器的壁面导热能力良好。在冷热流体存在温度差时，热流体放出热量，通过换热器将热量传给冷流体。 如图3-1所示，冷、热流体通过换热器壁面交换热量的过程可分为三个步骤：第一步，热流体以对流传热形式（给热）向与之接触的壁面一侧传递热量；第二步，壁面以热传导的方式将热量传向壁面另一侧；第三步，冷流体以对流传热（吸热）从与之接触的一侧壁面上获取热量。图3-1 间壁换热器流体换热过程示意图热负荷的确定：对于间壁式换热器，那种流体走管程，就取该流体

5、的传热量作为换热器的热负荷。传热速率Q与换热面积的大小、传热推动力、流体种类及流体流动状况等许多因素有关系。通常情况下，如果忽略热损失，则传热速率和热负荷在数值上一般看作相等，但是两者含义却不同。热负荷是工艺对换热器的换热要求，而传热速率是换热器本身的换热能力，是设备自身的特性。在不考虑热损失的情况下：如果有热损失，在热流体一侧损失热量：换热器传热速率基本方程式换热器传热速率方程式为： （3-1） 式中：-换热器的传热速率，J/s； -换热器的传热面积，即流体与壁面接触的面积m2； -热流体、冷流体的温度差，是传热过程推动力，； -换热器的总传热系数，或； -换热器的总传热热阻，其值受流体状况、换热面积结构等许多因素影响。间壁换热器的传热的三个步骤的快慢，决定其传热能力的大小，具体表现在对的大小的影响，故的大小取决于换热壁面两侧的两个对流传热强度和壁面内的导热的强度，故与、和有关，即。总结： 作业。启发讲述自学为主借图说明注意与学生交流讲授