热传导-lecture 1.ppt

1、第4章传热Chapter 4 Heat Transfer，2种传热问题：1、强化传热，如加热、蒸发制冷2、弱化传热：避免热和冷的损失，保温和保冷、冰箱、室外采暖管道的保温化学反应、萃取、蒸发、结晶、蒸馏、干燥在化工、制药、食品中具有重要地位。 工艺工业技术人员掌握传热的基本规律和计算方法，加强合理选择传热设备正确制定传热操作条件的传热过程，符合降低能源消费生产上的特殊要求，研制设计新的传热设备。 传热与工艺工业密切相关，大部分工艺工业的生产过程与传热和传热设备有关，传热设备在企业固定投资中占很大比例，一部分达到40%，传热是非常重要的针织面料操作之一，和云同步，热能的合理利用非常能降低生产成本

2、研究对象：传热基本理论，传热过程，关键设备，传热反应历程的意义：强化或弱化传热过程，开发新型传热元件，开发新型保温材料，减少和解决热损失的基本问题，1，计算必要的传热面积，加热或蒸发制冷介质的量，恰当的热交换设备2， 设计设备的改进提高现有设备的生产能力本章包括稳态传热过程的基本规律、计算方法、换热设备的设计计算、强化传热的途径、内容、4.1概要4.2传热4.3对流热4.4辐射传热4.5两流体通过间壁的传热设备，本章学习目的，掌握传热的基本原理和规律，用这些个的原理和规律进行传热过程(2)热交换设备的能量平衡计算、总传热系数方程式和总传热系数的计算。 (3)对流供热系数关联式。 本章着重于(1

3、)单层、多层平板壁的热导率方程及其应用、单层、多层圆筒壁的热导率方程及其应用。 (2)热交换设备的能量平衡计算、总传热系数方程式和总传热系数的计算、平均温差法的传热计算。 本章需要掌握的内容有： (1)传热的基本方式；(2)间壁式热交换设备；(3)对流供热系数；(4)反应历程热交换设备的结构形式和强化途径；4.1概要；学习目的：通过学习本知识点，掌握传热过程的基本概念，打底子以后各知识点的学习。一、传热的基本方式二、典型的传热设备三、传热速度四、稳定传热和非稳定传热、一、传热三个基本方式，一、传热Heat conduction :从物体内部分子的微观运动产生的传热现象高温部分向低温部分或高温物

4、体传热的原因：在固体内部相邻的分子彼此碰撞， 流体中分子连续或不规则的分子运动，物体内部的自由电子的移动引起热传导的特征：物体各部分没有相对位移的必要条件：系统内部有温度差，2，对流Heat convection， 流体质点在不同位置产生的流体之间的特征：质点的相对位移和混合自然对流：由流体内部温度不同引起的密度不同引起的流体质点的位移强制对流：外力引起的质点的强制运动对流传热和与流体的流动情况密切相关的热对流始终伴随着传热3，热辐射Radiation， 热能以电磁波的形式在空间中传递的特点：没有传导供热介质，有能量的传递，另外，能量形式的转换温度在绝对0度以上的物体的基本传热方式是以工业上常

5、用的热交换为云同步：热流体通过间壁向冷流体传热的过程，二、传热设备heat-transfer 传热的目的： (1)加热或蒸发制冷，使材料达到规定温度；(2)回收热量或冷热量；(3)保温，减少热量或冷热量损失最常见的冷热两种流体之间的热交换，间壁式传热应用：冷热两种流体不允许直接接触时，冷热两种流体由固体壁面隔离， 工业上最常见的传热过程设备有：茄克衫热交换设备列管热交换设备、列管热交换设备壳-and-tubeheatexchanger、通用的标准设备壳和管片式换热器结构，其中外壳、管束(列管)、管束、挡板、封口管束平行安装，固定在管束上， 管路流体：管路内流动的流体壳流：管路中流动的流体单管流

6、：管束中只流过一次多个管路的多管路径：管束中需要流体多次往复的隔板的partition board :提高管内流体的流速，提高传热系数，1、2、4、6、6 损失大的挡板大板块baffle plate :提高壳流体的流速和传热系数，强化传热，相对于列管热交换设备，n根管A=ndL管径分内径d1、外径d2、平均直径dm的面积分管内侧面积A1、外侧面积A2、平均面积Am， 2、传热速度传热过程的速度有： (1)传热速度或热流量q :单位时间内热流体通过整个热交换设备的传热面传导到蒸发制冷流体的热量，(2)热流密度无论传热面积的大小，都依赖于冷热流体间的传热过程，反映了具体的传热过程速度大小的特征量，

7、三是稳态传热和不稳定传热，(1)稳态传热heat transfer系统各点的温度与位置无关，无论时间如何，热流量都是恒定的连续传热不稳定传热unsteady state heat transfer系统各点的温度与位置、时间有关，间歇传热过程、4.2传热heat conduction，1学习目的是通过学习传热的基本概念，掌握传热速度方程式及其应用。 2该知识点的重点是单层、多层平壁导热系数方程及其应用，单层、多层圆柱壁导热系数方程及其应用。 由固体内部相邻分子间的碰撞、流体中分子的连续和不规则的分子运动、或物体内部的自由电子的移动而产生的传热现象。 热流量取决于物体内的温度分布。4.2.1热传导

8、的数学描述和热传导率4.2.2平壁热传导4.2.3圆筒壁热传导、4.2.1热传导的数学描述和热传导率、一、温度场temperature field和温度梯度temperature gradient二、傅里叶定律三、热传导率一、 温度梯度temperature gradient，等温面：在同一时刻，温度场所有点连接而成的面，一维度稳态传热：温度仅在x方向变化，dt/dx，等温面彼此相交的温度梯度：具有温度场的点在等温面法线方向上的温度变化率，温度增加方向为正，二， 傅里叶定律Fourlaw热传导的基本定律，热传导率，W/(m.C) -热流的方向总是与温度梯度的方向相反，热从高温传递到低温，三、热传导率heat conductivity表示材料的热传导性能的参数越大，热传导性能越好的影响因素：材料的组成、结构、 压力物质的热传导率的大概范围p132表4-1，在定义式数值上与单位温度梯度下的热流密度相等，(1)固体的热传导率，金属是最高的热传导体纯金属：随着温度的升高而降低，随着纯度的升高而上升。 非金属、绝热材料：密度随温度升高而升高的金属： 10102 W/(m.C)(2.3420 )建筑材料： 10-110 W/(m.C)(0.2