化工基础总复习优秀PPT.ppt

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1、2022/10/31液体混合物：气体：-志向气体状态方程气体混合物：1、密度密度12022/10/31压强大小的两种表征方法确定压力表压表压确定压力当地大气压表压确定压力当地大气压真空度当地大气压确定压力真空度当地大气压确定压力绝对压强表压大气压真空度绝对压强绝对零压线大气压线2、压强压强22022/10/311.牛顿型流体 流体在运动状态下，有一种抗拒内在的向前运动的特性，称为粘性。流体不管在静止还是在流淌状态下，都具有粘性，但只有在流体流淌时才能显示出来。随流体状态的不同，粘性的差别特别悬殊。粘性是流淌性的反面。由于粘性存在，流体在管内流淌时，管内任一截面上各点的速度并不相同（1）粘性3、

2、粘度、粘度3例1：已知乙醇水溶液中各组分的质量分数分别为：乙醇0.8，水0.2，计算293K时的密度？案例例2：若空气的组成近似看作为：氧气和氮气的体积分数分别为0.21和0.79。试求100KPa和300k时的空气密度？例3：在兰州地区操作苯乙烯真空蒸馏塔的压力表读数是80*103Pa，而在天津地区应当如何操作时。兰州地区大气压为85.3*103Pa，天津地区的大气压为101.33*103Pa。2022/10/3142022/10/31p0z2p1p2Gz1z0 如图所示：容器中盛有密度为的静止液体。现从液体内部随意划出一底面积为A的垂直液柱。若以容器底部为基准水平面，液柱的上、下底面与基准

3、水平面的垂直距离分别为z1和z2，以p1和p2分别表示高度为z1和z2处的压力，液面上方的压力为p0。分析垂直方向上液柱的受力：向上：p2A向下：p1AG gA(z1-z2)4、流体静力学基本方程式、流体静力学基本方程式52022/10/31 当液柱处于相对静止状态时，说明作用在此液柱上诸力的合力为零，即：p2A p1A gA(z1-z2)0化简得：p2 p1 g(z1-z2)(1)或：(2)若液柱上表面取在液面上，令 z1-z2=h，则上式可写为：p2 p0 g h (3)(4)上述式子均称为流体静力学基本方程式。它反映了流体不受水平外力作用，只在重力作用下流体内部压力（压强）的变更规律。6

4、2022/10/311.当容器液面上方的压强p0 确定时，静止液体内任一点压强的大小，与液体本身的密度 和该点距液面的深度 h 有关。因此，在静止的、连通的同一种液体内，处于同一水平面上的各点的压强都相等。此压强相等的面，称为等压面。2.当p0 变更时，液体内部各点的压强也将发生同样大小的变更 帕斯卡原理。3.压强或压强差的大小可用液柱高度来表示。4.将(2)式移项整理得：(5)或适用场合：确定静止、连续、均质、不行压缩流体适用场合：确定静止、连续、均质、不行压缩流体流体静力学基本方程式的探讨7案例：如图所示，三个设备内的水面在同一个水平面上，连通管的下部是水银，问：（1）.1、2、3三处的压

5、力是否相等？（2）.4、5、6三处的压力是否相等？2022/10/318案例：图中开口的容器内盛有油和水，油层高度h1=0.7m,密度 ，水层高度h2=0.6m，密度为 1）推断下列两关系是否成立 PAPA，PBPB。2）计算玻璃管内水的高度h。2022/10/319U型管压差计型管压差计依据流体静力学方程流体静力学方程的应用2022/10/3110二、液位的测量 液液位位计计的的原原理理遵遵循循静静止止液液体体内内部部压压强强变变更更的的规规律律,是是静静力力学基本方程的一种应用。学基本方程的一种应用。液柱压差计测量液位的方法：液柱压差计测量液位的方法：由压差计指示液的读数R可以计算出容器内

6、液面的高度。当R0时，容器内的液面高度将达到允许的最大高度，容器内液面愈低，压差计读数R越大。2022/10/31113、液封高度的计算 液封的作用液封的作用：若设备内要求气体的压力不超过某种限度时，液封的作用就是：当气体压力超过这个限度时，气体冲破液封流出，又称为平安性液封。若设备内为负压操作，其作用是：防止外界空气进入设备 液封需有确定的液位，其高度的确定就是依据流体静力学基本方程式。2022/10/3112例：如图所示，某厂为了限制乙炔发生炉内的压强不超过10.7103Pa（表压），需在炉外装有平安液封，其作用是当炉内压强超过规定，气体就从液封管口排出，试求此炉的平安液封管应插入槽内水面

7、下的深度h。2022/10/31135 5、流量与平均流速、流量与平均流速1 1、流量与流速流量与流速流量qm=qV 如为稳定流淌，qV，qm 在系统中恒定。qV m3/sqm kg/s单位时间内流过管道任一截面的流体量，称为流量。2022/10/3114 对于圆形管道，管道直径的计算式2022/10/3115列管换热器列管换热器的管束由121根2.5cm的钢管组成。空气以9m/s速度在列管内流淌。空气在管内的平均温度为50压强为196103Pa(表压)，当地大气压为98.7103Pa。试求：空气的质量流量；操作条件下，空气的体积流量.2022/10/3116流淌体系的分类流淌体系的分类流淌体

8、系的分类流淌体系的分类管系中任一截面上的参数u,p,等随时间变更不稳定流淌参数随时间变更不随时间变更稳定流淌参数不随时间变更，但却可能随位置变更2022/10/3117湍流:总体向前，同时有杂乱径向运动(脉动)Re2000层流2000Re4000湍流层流湍流过渡区红墨水玻璃管层流:分层流淌，互不混杂流流淌类淌类型型流淌类型流淌类型2022/10/3118案例案例已知常温下，水平均流速已知常温下，水平均流速为2m/s2m/s，水的密度和粘度分，水的密度和粘度分别为998.2kg/m3998.2kg/m3和和100.510-5Pa.s100.510-5Pa.s，试推断水在内径推断水在内径为50mm

9、50mm的的圆管内流淌的型管内流淌的型态。解：Re4000 故流淌为湍流19对一稳态、连续流淌的任两截面间,以衡算基准1s，则有：qm1=qm21u1A1=2u2A2=3u3A3=6 6、连续性方程连续性方程qm1qm2不行压缩流体 u1A1=u2A2=u3A3=2022/10/3120液体在圆管中流淌：说明：不行压缩流体在圆管内作稳态流淌，速度与管径的平方呈反比。2022/10/3121案例流体从内径100mm的钢管流入内径80mm的钢管，流量为60m3/h，试求在稳定流淌条件下，两管内的流速。2022/10/3122案例案例如附图所示的输水管道，管内径为：如附图所示的输水管道，管内径为：d

10、1=2.5cm；d2=10cm；d3=5cm。（1）当流量为）当流量为4L/s时，各管段的平均流速为若干？时，各管段的平均流速为若干？（2）当流量增至）当流量增至8L/s或减至或减至2L/s时，平均流速如何变更时，平均流速如何变更？d1d2d32022/10/3123柏努利方程2022/10/3124案例R=40mm300mm200mm水水如图所示，已知：如图所示，已知：=1.2kg/m3求：求：qv。解：取截面如图，以管的轴心线所在平面为解：取截面如图，以管的轴心线所在平面为基准水平面。在基准水平面。在1-2间列柏努力方程间列柏努力方程式中：式中：Z1=Z2=0，We=0，h hf=0，上式

11、简化为，上式简化为连续性方程连续性方程（1）（2）122022/10/3125用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽和反应器均与大气连用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽和反应器均与大气连通，要求料液在管内以通，要求料液在管内以1ms-1的速度流淌。设料液在管内流淌的速度流淌。设料液在管内流淌时的能量损失为时的能量损失为20Jkg-1（不包括出口的能量损失），试求高位（不包括出口的能量损失），试求高位槽的液面应比虹吸管的出口高出多少？槽的液面应比虹吸管的出口高出多少？案例解：取高位槽液面为解：取高位槽液面为1-1 截面，虹吸管出口内侧截面为截面，虹吸管出口内侧截面为2-2截截面，并以面，并以2-

12、2为基准水平面。在两截面间列柏努力方程得：为基准水平面。在两截面间列柏努力方程得：式中：式中：Z1=h（为题中欲求得未知数）；（为题中欲求得未知数）；Z2=0；p1=p2=0(表压表压)1-1 截面比截面比2-2 截面面积大得多，在流量相同状况下，槽内流速比管截面面积大得多，在流量相同状况下，槽内流速比管内流速就小得多，故槽内流速就可忽视不计，即内流速就小得多，故槽内流速就可忽视不计，即u10u2=1m/s h hf=20J/kg We=0将上列数值代入柏努利方程式，并简化解得将上列数值代入柏努利方程式，并简化解得 h=2.09m2022/10/31267、流体阻力、流体阻力产生流体阻力的缘由

13、有两个：流体间的内摩擦和流体流淌形成的涡流。流体在流淌时流体质点间存在相互牵制作用，即内摩擦力。由于内摩擦作用的结果，导致流体在流淌时为抗拒质点间的相互牵制作用而损耗能量。由于流体在流淌过程中往往会因流淌方向或流道截面的变更而产生涡流，由于涡流的自旋及与流体的逆向流淌过程均需消耗大量的机械能。2022/10/3127如何如何计算直管阻力？算直管阻力？up1p21122FFd l直圆管内阻力公式的推导2022/10/3128案例案例在异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计，以测量两截面的压强差。当水的流量为10800kg/h时，U管压差计读数R为100mm，粗细管的直径分别为603.5mm与45

14、3.5mm。计算:(1)1kg水流经两截面间的能量损失。(2)与该能量损失相当的压强降为若干Pa？2022/10/3129思索思索题：流体阻力越大，流体输送的动力消耗也越大，造成操作费用增加；另一方面，流体阻力的增加还能造成系统压力的下降，严峻时将影响工艺过程的正常进行。因此生产中应尽量减小流体阻力，试写试写出出你认为你认为能能减减小流体阻力的方法。小流体阻力的方法。2022/10/3130案例案例密度为850kg/m，粘度为810-3Pas的液体在内径为14mm 的钢管内流淌，溶液的流速为1m/s。试计算：（1）计算雷诺数，并指出属于何种流型？（2）该管路为水平管，若上游压强为14710Pa

15、，液体流经多长的管子其压强才下降到127.510Pa？2022/10/3131确定量的液体在圆形直管内做滞流流淌。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的1/2，问因流淌阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？案例案例2022/10/31329、流量计流量计2022/10/3133 化工管路是化工、石油、环保等很多行业生产中所涉及的各种管路形式的总称。管路是生产装置不行缺少的部分，只有管路通畅，阀门调整得当，才能保证各车间及整个工厂生产的正常进行。因此了解管路的构成与作用、合理布置管路，是特别重要的。10、化工管路、化工管路管路是由管子、管件和管路是由管子、管件和阀门阀门等按确定的排列方式等按确定的

16、排列方式构构成。成。2022/10/3134阀门的异样现象及处理方法阀门的异样现象及处理方法阀门的工作状况干脆关系到化工生产的好坏。为了使阀门正常工作，必需做好阀门的维护工作。1 保持清洁与润滑良好，使传动部件敏捷动作。2 检查有无渗漏，如有刚好修复。3 平安阀要保持无挂污与无渗漏，并定期校验其灵敏度。4 留意视察减压阀的减压效能，若减压值波动较大，应刚好检修。5 阀门全开后，必需将手轮倒转少许，以保持螺纹接触严密，不损伤。6 电动阀应保持清洁及接点的良好接触，防止水、汽和油的沾污。7 露天阀门的传动装置必需有防护罩，以免大气及雨雪的浸蚀。8 要常常测听止逆阀阀芯的跳动状况，以防止掉落。9 做

17、好保温与防冻工作，应排净停用阀门内部积存的介质。10 刚好修理损坏的阀门零部件，发觉异样刚好处理。2022/10/3135化工管路的布置原则化工管路的布置原则1.管路短、阀件少，流体阻力降到最低。2.合理支配管路，保持间距。3.合理排列管路。4.接受标准件。5.冷热补偿措施。6.管路高度。7.明装、地埋。2022/10/3136离心离心泵的基本机构的基本机构1.叶叶轮轮作用？分作用？分类类？2.泵壳泵壳 作用？作用？导轮导轮？3.轴轴封装置封装置作用？分作用？分类类？11、离心、离心泵2022/10/3137气气 缚缚 离心离心泵泵启启动时动时，假如，假如泵泵壳内存在空气，由于空气壳内存在空气

18、，由于空气的密度的密度远远小于液体的密度，叶小于液体的密度，叶轮轮旋旋转转所所产产生的离心力生的离心力很小，叶很小，叶轮轮中心中心处产处产生的低生的低压压不足以造成吸上液体所不足以造成吸上液体所须须要的真空度，要的真空度，这样这样，离心，离心泵泵就无法工作，就无法工作，这这种种现现象象称作称作“气气缚缚”。为了使启动前泵内充溢液体，在吸入管道底部装一止逆阀。此外，在离心泵的出口管路上也装一调整阀，用于开停车和调整流量。2022/10/3138离心离心泵泵的性能的性能参数参数 1.流量流量 指离心指离心泵泵在在单单位位时间时间里排到管路系里排到管路系统统的液体的液体体体积积，一般用，一般用qv表

19、示，表示，单单位位为为m3/h。又。又称为称为泵泵的送液的送液实实力力。2.压头压头 泵对单泵对单位重量的液体所供位重量的液体所供应应的有效能量，以的有效能量，以H表示，表示，单单位位为为m。又。又称为泵称为泵的的扬扬程。程。2022/10/31393.效率效率 离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能离心泵输送液体时，通过电机的叶轮将电机的能量传给液体。在这个过程中，不行避开的会有能量量传给液体。在这个过程中，不行避开的会有能量损失，也就是说泵轴转动所做的功不能全部都为液损失，也就是说泵轴转动所做的功不能全部都为液体所获得，通常用效率体所获得，通常用效率来反映能量损失。这些能量来反映能量损

20、失。这些能量损失包括：损失包括：容积损失：泄漏损失；容积损失：泄漏损失；水力损失：流程阻力、局部阻力等因素造成损失；水力损失：流程阻力、局部阻力等因素造成损失；机械损失：摩擦损失；机械损失：摩擦损失；泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总泵的效率反应了这三项能量损失的总和，又称为总效率。与泵的大小、类型、制造精密程度和所输送效率。与泵的大小、类型、制造精密程度和所输送液体的性质有关液体的性质有关 2022/10/31404.离心泵的轴功率及有效功率离心泵的轴功率及有效功率轴功率：电机输入离心泵的功率轴功率：电机输入离心泵的功率,用用P表示，单位为表示，单位为J/S,W或或kW有效功率：有

21、效功率：排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用排送到管道的液体从叶轮获得的功率，用Pe表示表示 轴功率和有效功率之间的关系为轴功率和有效功率之间的关系为：有效功率可表达为有效功率可表达为 轴功率可干脆利用效率计算轴功率可干脆利用效率计算性能参数性能参数-试验测定试验测定2022/10/3141安装高度的限制安装高度的限制气气蚀现蚀现象象 气蚀产生的条件气蚀产生的条件叶片入口旁边叶片入口旁边K处的处的压强压强PK等于或小于等于或小于输送温度下液体的饱输送温度下液体的饱和蒸气压和蒸气压 2022/10/3142气蚀气蚀产生的后果：产生的后果：气气蚀发蚀发生生时产时产生噪音和振生噪音和振动动，叶，叶轮

22、轮局部在巨大冲局部在巨大冲击击的反复的反复作用下，表面出作用下，表面出现现斑痕及裂斑痕及裂纹纹，甚至呈海，甚至呈海绵绵状状渐渐渐渐脱落脱落 液体流量明液体流量明显显下降，同下降，同时压头时压头、效率也大幅度降低，、效率也大幅度降低，严严峻峻时时会会输输不出液体。不出液体。2022/10/3143离心泵的安装和运用离心泵的安装和运用 1）泵的安装高度）泵的安装高度 为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体，泵的为了保证不发生气蚀现象或泵吸不上液体，泵的实际安装高度必需低于理论上计算的最大安装高度，实际安装高度必需低于理论上计算的最大安装高度，同时，应尽量降低吸入管路的阻力。同时，应尽量降低吸入管路的

23、阻力。2）启动前先）启动前先“灌泵灌泵”这主要是为了防止这主要是为了防止“气缚气缚”现象的发生，在泵启现象的发生，在泵启动前，向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打动前，向泵内灌注液体直至泵壳顶部排气嘴处在打开状态下有液体冒出时为止。开状态下有液体冒出时为止。2022/10/31443）离心泵应在出口阀门关闭时启动）离心泵应在出口阀门关闭时启动 为为了了不不致致启启动动时时电电流流过过大大而而烧烧坏坏电电机机，泵泵启启动动时时要要将将出出口口阀阀完完全全关关闭闭，等等电电机机运运转转正正常常后后，再再渐渐渐渐打打开开出出口口阀阀，并并调调整到所需的流量。整到所需的流量。4）关泵的步骤）关泵的步

24、骤 关关泵泵时时，确确定定要要先先关关闭闭泵泵的的出出口口阀阀，再再停停电电机机。否否则则，压压出出管管中中的的高高压压液液体体可可能能反反冲冲入入泵泵内内，造造成成叶叶轮轮高高速速反反转转，使使叶轮被损坏。叶轮被损坏。5）运运转转时时应应定定时时检检查查泵泵的的响响声声、振振动动、滴滴露露等等状状况况，视视察察泵出口压力表的读数，以及轴承是否过热等。泵出口压力表的读数，以及轴承是否过热等。2022/10/3145热热辐辐射射：高高温温物物体体以以电电磁磁波波的的形形式式进进行行的的一一种种传传热热现现象象热热辐辐射射不不须须要要任任何何介介质质作作媒媒介介。在在高高温温状状况况下下，辐辐射射

25、传传热热成成为为主主要要传传热热方方式。式。12、传热的基本方式的基本方式热传导：依靠物体中热传导：依靠物体中微观粒子微观粒子的热运动，如固体中的传热；的热运动，如固体中的传热；热热对对流流：流流体体质质点点（微微团团）发发生生宏宏观观相相对对位位移移而而引引起起的的传传热热现现象象，对对流流传传热热只只能能发发生生在在流流体体中中，通通常常把把传传热热表表面面与与接接触触流流体体的的传传热热也称为对流传热；也称为对流传热；热对流热对流热辐射热辐射热传导热传导2022/10/31461.热传导 又称导热。热能从一物体传至与其相接触的另一物体，或从物体的一部分传至另一部分。在导热过程中，没有物质

26、的宏观位移。从微观角度看，金属中的导热是依靠具有良好传导性能的电子流进行，非金属固体是通过分子振动而将能量的一部分传给相邻的分子，气体的导热是气体分子作不规则热运动时相互碰撞的结果，液体中则主要靠原子、分子在其平衡位置的振动，将能量传给相邻的部分。2022/10/31472.热对流 又称热对流、对流传热。主要是由于流体质点的位移和混合，将热能由一处传至另一处的传递热量。热对流是流体所特有的一种传热的方式，即存在气体或液体中，在固体中不存在这种传热方式。热对流与流体运动状况有关，热对流还伴随有流体质点间的热传导，工程上通常将流体与固体之间的热交换称为对流传热，即包含了热传导和热对流。强制对流强制

27、对流自然对流自然对流2022/10/31483.辐射 辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。任何物体，只要其确定温度大于零度，都会以电磁波的形式向外界辐射能量。其热能不依靠任何介质而以电磁波形式在空间传播，当被另一物体部分或全部接受后，又重新转变为热能。任何物体只要在确定0度以上，都能放射辐射能，但只有高温物体之间的温度差相差很大时，才成为主要的传热方式。2022/10/314913、工、工业换热方式方式1.干脆接触式换热 冷、热两流体以干脆混合的方式进行热量交换，也称混合式换热。所接受的设备称为混合式换热器。在进行传热的同时往往伴有传质过程。2022/10/31502.蓄热式换热 蓄热式换热是

28、在蓄热器中实现热交换的一种换热方式。蓄热器内装有固体填充物(如耐火砖等)，热、冷流体交替地流过蓄热器，利用固体填充物来积蓄和释放热量而达到换热的目的。2022/10/31513.间壁式换热器传热过传热过程可分程可分为为三步：三步：热热流体将流体将热热量量传给传给固体壁面（固体壁面（对对流流传热传热）热热量从壁的量从壁的热侧传热侧传到冷到冷侧侧（热传导热传导）热热量从壁的冷量从壁的冷侧侧面面传给传给冷流体（冷流体（对对流流传热传热）冷、热流体被一固体隔开，分别在壁的两侧流淌，不相混合，通过固体壁进行热量传递。2022/10/3152热载体及其选择热载体：为了将冷流体加热或热流体冷却，必需用另一种

29、流体供应或取走热量，此流体称为热载体。起加热作用的热载体称为加热剂；而起冷却作用的热载体称为冷却剂。2022/10/3153间壁式换热器间壁式换热器夹套式换热器夹套式换热器 结结构：构：夹夹套式套式换热换热器主要用器主要用于反于反应过应过程的加程的加热热或冷却，是在或冷却，是在容器外壁安装容器外壁安装夹夹套制成。套制成。优优点：点：结结构构简洁简洁。缺点：缺点：传热传热面受容器壁面限面受容器壁面限制，釜内受制，釜内受热热不匀整。不匀整。通常在釜内安通常在釜内安 装装搅搅拌器使受拌器使受热热匀整。匀整。加热蒸汽釜冷凝水物料物料搅拌器 夹 套 式 换 热 器2022/10/3154（1）结结构构

30、结结构：壳体、管束、管板、折流构：壳体、管束、管板、折流挡挡板和封板和封头头。一种流体在管内流淌，其行程称一种流体在管内流淌，其行程称为为管程；管程；另一种流体在管外流淌，其行程称另一种流体在管外流淌，其行程称为为壳程。壳程。管束的壁面即管束的壁面即为传热为传热面。面。列管式列管式换热换热器器2022/10/3155列管式换热器又称为管壳式换热器，是最典型的间壁式换热器，历史悠久，占据主导作用。优点：单位体积设备所能供应的传热面积大，传热效果好，结构坚实，可选用的结构材料范围宽广，操作弹性大，大型装置中普遍接受。结构：壳体、管束、管板、折流挡板和封头。一种流体在管内流淌，其行程称为管程；另一种

31、流体在管外流淌，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。2022/10/31561515、傅里叶定律、傅里叶定律 上式称为上式称为FourierFourier定律，称为导热基本定律，称为导热基本定律，是一个一维稳态导热。其中：定律，是一个一维稳态导热。其中：Q Q：导热速率，单位时间传递的热量：导热速率，单位时间传递的热量WW；q q：热通量，单位时间通过单位面积传递的热量；：热通量，单位时间通过单位面积传递的热量；S S：垂直于导热方向的截面积：垂直于导热方向的截面积mm2 2；：导热系数（热导率）：导热系数（热导率）W/(mK)W/(mK)。一维稳态平板内导热一维稳态平板内导热t0 x dx

32、dtQab2022/10/3157(2)(2)一维稳态导热及其导热热阻一维稳态导热及其导热热阻(1)(1)导热系数导热系数 表征材料导热实力的大小，是一种物性参数，与材料种类表征材料导热实力的大小，是一种物性参数，与材料种类和温度等因素有关。和温度等因素有关。导热热阻导热热阻单位导热热阻单位导热热阻t0bx dxdtQ2022/10/3158案例案例一块厚度一块厚度b=50 mm 的平板，的平板，两侧表面分别维持在两侧表面分别维持在试求下列条件下的热通量。试求下列条件下的热通量。(1)(1)材料为铜，材料为铜，=375=375 W/(m );W/(m );(2)(2)材料为钢，材料为钢，=36

33、=36.4.4 W/(m);W/(m);(3)(3)材料为铬砖，材料为铬砖，=2.=2.3232 W/(m)W/(m)；(4)(4)材料为硅藻土砖，材料为硅藻土砖，=0.=0.242242 W/(m)W/(m)。2022/10/3159案例案例某某平平壁壁厚厚度度为为0.37m，平平壁壁内内表表面面温温度度为为1650，外外表表面面温温度度为为300，平平壁壁材材料料导导热热系数与温度的关系系数与温度的关系为为若若将将导导热热系系数数按按常常量量计计算算，试试求求导导热热热热通通量量和平壁内的和平壁内的温度分布温度分布(t取平壁平均温度），取平壁平均温度），2022/10/3160多层平壁导热

34、x/mt2t1t/t2t3t4多层平壁稳态导热温度分布2022/10/3161 某层的热阻越大，则该层两侧的温度差（推动力）也越大，换言之，温度差与相应的热阻成正比温度差与相应的热阻成正比；三层壁面的导热，可看成是三个热阻串联导热，导热速率等于任一分热阻的推动力与对应导热速率等于任一分热阻的推动力与对应的分热阻之比的分热阻之比，也等于总推动力与总热阻之比，总推动力等于各分推动力之和，总热阻等于各分热阻之和，这一规律对其它传热场合同样适用。2022/10/3162案例燃烧炉的内层为460mm厚的耐火砖，外层为230mm后的绝缘砖。若炉的内表面温度t1为1400，外表温度t3为100，试求导热的热

35、通量及两砖间界面温度。设炉内壁接触良好，已知耐火砖的导热系数为1=0.9+0.0007t，绝缘砖的导热系数为2=0.3+0.0003t。两式中t 分别取为各层材料的平均温度，单位为，单位为W/（m）。2022/10/3163（1）传热速率（Q）：换热器单位时间内能够传递的热量。（2）热负热负荷（荷（Q）：化工生产中，要求换热器单位时间内传递的热量。相关概念相关概念实际生产中，实际生产中，Q Q2022/10/316418、强强化与减弱化与减弱传热传热保温杯保温杯凉水杯凉水杯保温保温冷却冷却2022/10/3165A、强强化化传热传热uu.增加传热温差增加传热温差增加传热温差增加传热温差 饱和水

36、蒸气加热时，蒸汽压力，蒸汽温度；用水冷却时，水温，温差；在冷热流体进出口温度固定不变时，可接受逆流操作以增加传热温差，等等。2022/10/3166uu.提高传热系数提高传热系数提高传热系数提高传热系数(1)降低降低间间壁壁热热阻和阻和污污垢垢热热阻阻 金属壁的金属壁的导热导热一般不构成主要一般不构成主要热热阻；阻；垢垢层热层热阻随运用阻随运用时间时间而而变变大，常成大，常成为为限制限制传热传热速率的主要因素，速率的主要因素，应应防止防止结结垢和常常除垢。垢和常常除垢。(2)提高冷提高冷热热流体的两个流体的两个给热给热系数系数2022/10/3167提高提高提高提高传热传热传热传热系数的具体方

37、法：系数的具体方法：系数的具体方法：系数的具体方法：a.提提高高流流体体速速度度：如如列列管管式式换换热热器器，可可增增加加管管程程数数来来提提高高流流速速；增增加加折折流流挡挡板板数数来来提提高高壳壳程程流流速速。但但 p u2，用用增增加加流流速速的的方方法法来来强强化化传热传热，是以增大，是以增大泵泵耗耗为为代价的，代价的，强强化具有局限性。化具有局限性。b.变变更更流流淌淌状状态态：通通过过特特殊殊设设计计的的传传热热壁壁面面不不断断变变更更流流体体的的流流淌淌速速度度和和方方向向，从从而而增增加加边边界界层层的的扰扰动动，如如：粗粗糙糙换换热热表表面面；管管内内表表面面上上加加工工螺

38、螺纹纹槽槽，制制成成螺螺纹纹管管或或螺螺旋旋槽槽管管，管管内内安安装装插插入入物物(麻麻花花纽带纽带)等。等。c.引引入入机机械械振振动动：使使传传热热表表面面振振动动，或或使使流流体体振振动动，或或是是施施加加电电场场作用，目的是加作用，目的是加强强滞流底滞流底层层的湍的湍动动。2022/10/3168uu.增大增大增大增大传热传热传热传热面面面面积积积积 用螺用螺纹纹管或螺旋槽管代替光管；管或螺旋槽管代替光管；在在圆圆管外表面上加螺旋翅片，或在管壁上加工管外表面上加螺旋翅片，或在管壁上加工轴轴向肋片。向肋片。69B B、减弱传热（保温隔热技术）、减弱传热（保温隔热技术）定定义义：利利用用保

39、保温温隔隔热热材材料料对对高高温温顺顺低低温温设设备备进进行行保保温温隔隔热热，以削减以削减设备设备与与环环境境间间的的热热交交换换。保温材料：保温材料：导热导热系数很低，系数很低，导热热导热热阻很大的材料。阻很大的材料。Qo 单单位位长长度裸管的散度裸管的散热热量，量，W/m；Qb 单单位位长长度保温度保温层层厚度厚度为为 b 的管子的散的管子的散热热量，量，W/m。保保温温技技术术的的一一个个重重要要方方面面，就就是是选选择择合合适适的的保保温温材材料料，选选用用时时应应依据本地区的依据本地区的实际实际状况加以状况加以选选用。用。保温效率保温效率2022/10/3170祝考试顺当2022/10/3171