化工化工原理精选PPT.ppt

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1、化工化工原理第1页，此课件共27页哦1.2传热机理传热机理传导传导分子热运动分子热运动(自由电子迁移自由电子迁移)接触接触对流对流流体宏观迁移引起载热流体宏观迁移引起载热接触接触辐射辐射电磁波电磁波不接触不接触热水瓶为什么能保温？热水瓶为什么能保温？1.3冷热流体接触方式冷热流体接触方式蓄热式蓄热式第2页，此课件共27页哦直接接触式直接接触式间壁式间壁式第3页，此课件共27页哦1.4化工常用载热体化工常用载热体加热最常用水蒸汽加热最常用水蒸汽(锅炉房锅炉房)常用工业锅炉常用工业锅炉p液体液体气体气体2温度升高时，温度升高时，液液下降下降(水例外水例外)，气气上升，上升，金属金属下降，大多下降，

2、大多非金属非金属上升上升第6页，此课件共27页哦2.2单层平壁导热单层平壁导热解决：解决：温度分布温度分布热流量热流量条件：条件：定态定态一维一维(横向导热不计横向导热不计)分析：分析：取控制体取控制体作热量衡算：作热量衡算：进进=出出+累积累积定态：累积定态：累积=0，Q1=Q结合特征方程解析解结合特征方程解析解=常数时常数时积分积分温度分布温度分布线性线性,第7页，此课件共27页哦或或工程处理方法工程处理方法多层平壁导热多层平壁导热条件：定态一维串联过程，速率一致条件：定态一维串联过程，速率一致结果：温差按热阻大小分配结果：温差按热阻大小分配第8页，此课件共27页哦例例1已知：两层平壁已知

3、：两层平壁1=1.4W/m,1=100mm,2=0.14W/m,2=200mm,t1=650,t3=50。求：两壁接触处的温度求：两壁接触处的温度t2。解：先定性分析，哪个斜率大解：先定性分析，哪个斜率大热流密度热流密度由由得得第9页，此课件共27页哦2.3圆筒壁导热圆筒壁导热分析：分析：取控制体取控制体作热量衡算作热量衡算定态：定态：Q入入=Q出出即：即：Q=qA=qA一维传热：一维传热：第10页，此课件共27页哦写成通式：写成通式：其中：其中：第11页，此课件共27页哦2.4球壳导热球壳导热通式通式第12页，此课件共27页哦2.5多层壁传热多层壁传热含义：含义：条件：无接触热阻条件：无接触

4、热阻第13页，此课件共27页哦接触热阻：接触热阻：因接触界面不可能理想光滑而造成的额外热阻因接触界面不可能理想光滑而造成的额外热阻影响因素：界面粗糙度，影响因素：界面粗糙度，压紧力，压紧力，空隙中的气压空隙中的气压计算上有困难，数据少，计算上有困难，数据少，但概念很重要但概念很重要第14页，此课件共27页哦多层圆筒壁导热多层圆筒壁导热思考题：温度分布？思考题：温度分布？第15页，此课件共27页哦例例2在蒸汽管道外包两层同样厚度的保温材料在蒸汽管道外包两层同样厚度的保温材料12,应将哪层包在里面？应将哪层包在里面？第16页，此课件共27页哦解：解：,两种情况传热量不同，比较两种情况传热量不同，比

5、较Q1与与Q2，取小的。，取小的。比较分母比较分母12,所以所以Q1qW静止静止第19页，此课件共27页哦3.2两种对流形式两种对流形式自然对流与强制对流自然对流与强制对流1.自然对流自然对流:流体温度差流体温度差,引起密度差引起密度差,导致宏观流动导致宏观流动加热面加热面t,热流体上升热流体上升p=gL,=t,膨胀系数膨胀系数,u自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置第20页，此课件共27页哦自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置2强制对流强制对流在外力或在外力或p作用下引起流动作用下引起流动第21页，此课件共27页哦3.3

6、对流给热过程的数学描述对流给热过程的数学描述1牛顿冷却定律牛顿冷却定律其中：其中：TW:壁温；壁温；T:流体主体温度；流体主体温度；：给热系数：给热系数W/m2工程处理方法工程处理方法分离变量法分离变量法便于分解组合传热系数便于分解组合传热系数K第22页，此课件共27页哦将总过程将总过程(K的确定的确定)分解成几个子过程分解成几个子过程例如：确定例如：确定K的过程中的过程中,冷热流体各有冷热流体各有10种情况种情况,K有有100种种为强化传热提供依据为强化传热提供依据强化传热应从哪一侧着手强化传热应从哪一侧着手存在问题存在问题:中仍有中仍有T影响影响仍要实验解决仍要实验解决第23页，此课件共2

7、7页哦2的影响因素的影响因素物性：物性：,Cp,设备因素设备因素(定性尺寸定性尺寸)：l流动因素：强制对流：流动因素：强制对流：u自然对流：自然对流：gt=f(,l,u,gt,Cp)基本量纲基本量纲4个个(M,L,T,)，变量，变量8个，个，无量纲准数无量纲准数=8-4=4，即，即Nu=f(Re,Pr,Gr)强制对流强制对流Nu=f(Re,Pr);自然对流自然对流Nu=f(Gr,Pr)第24页，此课件共27页哦物理意义：物理意义：表征与纯导热相比表征与纯导热相比,对流给热系数对流给热系数增大的倍数增大的倍数Gr由由u得得表征自然对流的流动状况表征自然对流的流动状况Pr反映物性对给热过程的影响反映物性对给热过程的影响第25页，此课件共27页哦3.定性温度定性温度两种：两种：膜温膜温较本质，但使用不便较本质，但使用不便主体平均温度主体平均温度使用方便使用方便4.定性尺寸定性尺寸管内强制流动管内强制流动d管外自然对流管外自然对流水平放水平放d垂直放垂直放L第26页，此课件共27页哦本次讲课习题：本次讲课习题：第六章第六章1，2,3,4,6第27页，此课件共27页哦