化工原理-第五章传热3334传热学时

15.1过程概25.1热量从高温度区向低温度区移动的过程称二是削弱传热过程，如对设备或管道的保温，以3传热过程概热传导及导热系4一、热传导(导热热传导(导热不依靠物体各部分质点的宏观混合运动而借助于物体分子、原子、离子、自由电子等微观粒子的⒈金属⒉不良导体(固)和大多液体：靠晶格振动(原子、气体⒈发生在物 2.在传热方向上物 无宏观上的相对位移5一、热传导(导热傅立叶定律（傅立叶定律（Fourier’s描述热传导现象的物理定律为傅立叶定律（Fourier’sLaw），dQ数

6二、导热系

dQt导热系数表征了物质热传导能力的大小，是物质的基本物理性质之一，其值与物质的形态、导热系数通常用实验方法测定。表5－1列举7二、导热系液绝热材

一般，金属非金属液体气体。其值由试验测定或8二、导热系纯金属的导热系数与电导率的关系可用魏德曼

数9二、导热系对大多数均质固体，导热系数与温度近似呈线对大多数金属材料，为负值；而对大多数非金二、导热系二、导热系传热过程概热传导及导热系对对对流是由流体各部分质点发生宏观运动和混合而引起的热量传递过程。因此对流只能发生在流体。在化工生产中特指流体与固体壁面之间的热特点：靠近固体壁面附近的流体层中依靠热传导方式传热，而在流体主体中则主要依靠对流方式 对 无相 有相

自然液体对dQ

传热过程概热传导及导热系对热辐热辐因热的原因而产生的电磁波在空间的传递不仅产生能量的转移，而且还伴随着能量形式任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射能，但仅当物体的温度较高、物体间的温度差传热过程概热传导及导热系对热辐冷热流体（接触）热交换方式及换热三、间壁式换热和间壁式换热器冷热流体（接触）热交换方式及换热

图5-1 冷热流体（接触）热交换方式及换热

图5-2冷热流体（接触）热交换方式及换热Sd取为di,do,dm=(di+do)/2，相应地有Si,SoSm。S是换热器的指标之一，同体积的换热器，冷热流体（接触）热交换方式及换热间壁式换热器内冷、热流体间的传热过程包括以热量以热传导方式由管壁的一侧传递至另传递至另一侧的热量又以对流方式传递给传热过程概热传导及导热系对热辐冷热流体（接触）热交换方式及换热载热体及其选载热体及其选在化工生产中，物料在换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，此种流体称为载热体，其中起加热作用的称为加热介质（或加热剂）；起冷却（冷凝）载热体及其选载热体的饱和蒸气压较低，加热时不易分载热体的毒性小，不易燃、易爆，不易腐平壁 态热传传热速率和热通传热速率Q——单位时间、通过传热面的热量，热通q=QS——单位时间、通过单位传热面积的热量,J/m2.s或W/m2。反映设备的传热性能。 R：整个传热面的热阻，℃/ R’：单位传热面的热阻，m2℃/稳态传热和非稳态传稳态传热：在传热系统中不积累能量（即输入的能量等于特点：温度分布不随时间而变，传热速率在任何时常数非稳态传热：在传热系统中积累能量（于输出的能量）的系统。特点：数。化工生产过程中大多数为连续生产，故多为稳态传此本章重点讨论稳态传热一、单层平壁 态热传导热系数不随温度变化，。∵平壁面积>>壁厚，∴壁边缘散失的热量可以忽略。平壁成为稳定单层平。∵平壁，∴S为常数。∵壁边缘热损不计，∴各等温面传递的热量相等，即

图5-3一、单层平壁 态热传对平壁 QS

QS(tt

dQdQdS一、单层平壁 态热传Q bSq

热传导推动力二、多层平壁的 态热传导热系数不随温度变化，或可取平

图5-4二、多层平壁的 态热传Q3Q4Q

b

Q 二、多层平壁的 态热传Q

2

Q

二、多层平壁的 态热传二、多层平壁的 态热传图5-5触热阻的影例题有一燃烧平壁炉，炉壁由三种材料构成。内层耐火砖b1150mm，导热系数可取1.05W/(m.℃)；中间层保温砖b2=290mm，导热系数可取0.15W/(m.℃)；外层普通砖b3=228mm，导热系数可取0.81W/(m.℃)；测得炉内外温度t1=1016℃，t4=34℃；试求单位面积的热损失和各层之间的温度，假设各层之间接触良好。解：按非金属固体的

0

a't

关系，求每材料的时，须已知该材料的平均温度或该壁两侧经过试差分别得：耐火砖1=1.05W/(m.绝热砖2=0.15W/(m；普通砖1=0.81W/(mq

t4

t1t4 1

2

1016

/

t

Q

Ri'qti1tit10.1429416.559.5t2t1t1956.6t21.933416.5805.1t3t2t2151.4