（中职）化工单元操作3传热-3.1预备知识教学课件.ppt

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1、正版可修改PPT课件（中职）化工单元操作3传热-3.1预备知识教学课件化工单元操作化工单元操作3 传热n3.13.1预备知识预备知识 n3.23.2认知传热装置的工艺流程认知传热装置的工艺流程 n3.33.3传热装置的开停车传热装置的开停车 n3.43.4换热器的切换换热器的切换23.1 3.1 预备知识预备知识3.1.1 概述3.1.2 传热基本方式343.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识热量传递方向热量传递方向热量传递方向热量传递方向高高温温部部分分低低温温部部分分高高温温物物体体低低温温物物体体1.1.物体内部传热物体内部传热2.2.物体间传热

2、物体间传热1.1.1 1.1.1 概述概述453.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识（1）稳态传热）稳态传热1.稳态传热和非稳态传热稳态传热和非稳态传热传热系统中的温度仅与位置有关而与时间无关，不积累热传热系统中的温度仅与位置有关而与时间无关，不积累热量，输入热量量，输入热量=输出热量。输出热量。例如：装置稳定后的正常运行例如：装置稳定后的正常运行（2）非稳态传热）非稳态传热传热系统中各点的温度既与位置有关，又与时间有关。传热系统中各点的温度既与位置有关，又与时间有关。例如：装置开车、停车例如：装置开车、停车1.1.1 1.1.1 概述概述563.1

3、3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识2.载热体载热体u热流体（热载热体）热流体（热载热体）在换热过程中，温度较高放出热量的流体。在换热过程中，温度较高放出热量的流体。目的是将冷流体加热的载热体。目的是将冷流体加热的载热体。u加热剂加热剂u冷流体（冷载热体）冷流体（冷载热体）在换热过程中，温度较低吸收热量的流体。在换热过程中，温度较低吸收热量的流体。目的是将热流体冷却（或冷凝）的载热体。目的是将热流体冷却（或冷凝）的载热体。u冷却剂（或冷凝剂）冷却剂（或冷凝剂）u换热器换热器实现热量交换的设备。实现热量交换的设备。头脑风暴头脑风暴673.1 3.1 3.1 3

4、.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识u常用加热剂和冷却剂常用加热剂和冷却剂783.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识根据根据换热器换热器换热方法的不同，换热方法的不同，可分为：可分为：（2 2）间壁式换热间壁式换热（1 1）直接接触式换热直接接触式换热（3 3）蓄热式换热蓄热式换热3.工业换热方法工业换热方法893.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识（1 1）直接接触式换热）直接接触式换热l冷、热两流体在直接接触和混合的过程中实现热量交换。冷、热两流体在直接接触和混合的过程中实现热量交换。l直

5、接接触换热器（又称直接接触换热器（又称混合式混合式）9103.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识l冷、热两流体通过壁面传热，互不接触。冷、热两流体通过壁面传热，互不接触。（2 2）间壁式换热）间壁式换热包括列管式、套管式、夹套式、沉浸式、喷淋式等包括列管式、套管式、夹套式、沉浸式、喷淋式等10113.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识（3 3）蓄热式换热）蓄热式换热l热、冷流体交替进入换热器，热流体将热量贮存在蓄热热、冷流体交替进入换热器，热流体将热量贮存在蓄热体中，然后由冷流体取走，从而达到换热的目的。体中，

6、然后由冷流体取走，从而达到换热的目的。l蓄热式换热器（又称回流式）蓄热式换热器（又称回流式）低温流体高温流体蓄热体11123.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识济南：鸡蛋被晒熟济南：鸡蛋被晒熟水煮鸡蛋水煮鸡蛋煎鸡蛋煎鸡蛋生活中的传热现象生活中的传热现象 1.1.2 1.1.2 传热基本方式传热基本方式12133.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识1.1.热传导（导热）热传导（导热）u定义：定义：u特点：特点：l物体中的质点不发生宏观的相对位移。物体中的质点不发生宏观的相对位移。l在固体、在固体、液体、气体液体、

7、气体均可发生。均可发生。l物体紧密接触，存在温度差。物体紧密接触，存在温度差。烫手鸡蛋烫手鸡蛋由于物质的分子、原子或电子的热运动或振动，使热量从由于物质的分子、原子或电子的热运动或振动，使热量从物体高温部分向低温部分传递的过程物体高温部分向低温部分传递的过程。13143.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识u等温面等温面 温度梯度是向量，其方向垂直于等温面，它的正方向是温度增温度梯度是向量，其方向垂直于等温面，它的正方向是温度增加的方向，与导热方向刚好相反。加的方向，与导热方向刚好相反。u温度梯度温度梯度 在物体内部，凡在同一瞬间，温度相同的点所组成的面

8、。在物体内部，凡在同一瞬间，温度相同的点所组成的面。相邻两等温面之间的温度差相邻两等温面之间的温度差tt与这两个等温面之间的距离与这两个等温面之间的距离nn的比值的极限，用的比值的极限，用dt/dndt/dn表示。表示。14153.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识Q 导热速率，W热导率（导热系数），W/(mk)A 导热面积，m2b 壁厚，m单位时间内的导热量（导热速率）与温度梯度以及垂直于热流方单位时间内的导热量（导热速率）与温度梯度以及垂直于热流方向的等温面面积成正比。向的等温面面积成正比。u 傅里叶定律傅里叶定律15163.1 3.1 3.1 3

9、.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识u 热导率热导率()在单位温度梯度(1K/m)下，单位时间(1s)通过单位导热面积(1m2)的导热面所传导的热量(J)。由实验测定：金属的热导率最大，非金属次之，液体的较小，而气体的最小。16173.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识2.2.热对流热对流u定义：定义：u特点：特点：l自然对流与强制对流（温度密度；外力）。自然对流与强制对流（温度密度；外力）。l热对流仅发生在流体中。热对流仅发生在流体中。流体中质点发生相对位移而引起的热量传递。流体中质点发生相对位移而引起的热量传递。17183.1 3

10、.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识u 牛顿冷却定律牛顿冷却定律 Q 对流传热（或给热）速率，W；A 对流传热面积，m2；对流传热系数（或给热系数），W/(m2K)；t流体与壁面（或相反）间温度差的平均值，K；对流传热的速率与传热面积成正比，与流体和壁面间的温差成正比对流传热的速率与传热面积成正比，与流体和壁面间的温差成正比18193.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识u 对流传热膜系数（对流传热膜系数（）在单位时间内，单位对流传热面积上，流体与壁面的温度差为1K时，以对流传热方式传递的热量。越大，说明对流传热强度越大

11、，对流传热热阻越小。19203.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识u 影响对流传热系数的因素影响对流传热系数的因素1流体的种类及相变情况a液体的对流传热系数大于气体的对流传热系数；b有相变时的对流传热系数较无相变时的为大。2流体的性质3流体的流动状态滞流时的对流传热系数较湍流时的为小。4流体流动的原因 强制对流传热时的对流传热系数较自然对流传热的为大。5传热面的形状、位置及大小20213.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识u 提高对流传热系数的措施提高对流传热系数的措施措施：措施：A.A.增大流速；增大流速；B

12、.B.减小管径；减小管径；C.C.不断改变流体的流动方向；不断改变流体的流动方向；D.D.在换热器中采用多管程和折流挡板在换热器中采用多管程和折流挡板21223.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识化工生产中化工生产中，对流传热（或给热）对流传热（或给热）是指流体与固体壁面之间是指流体与固体壁面之间的热量传递。实际上是对流传热和热传导两种基本方式共的热量传递。实际上是对流传热和热传导两种基本方式共同作用的传热过程。同作用的传热过程。u 对流传热对流传热 22233.1 3.1 3.1 3.1 传热预备知识传热预备知识传热预备知识传热预备知识3.3.热辐射热辐射u定义：定义：u特点：特点：对着火炉取暖对着火炉取暖l任何物质，温度任何物质，温度 0K K（绝对零度）。（绝对零度）。l能量传递不需要媒介，而且有能量形式转换。能量传递不需要媒介，而且有能量形式转换。晒衣服晒衣服物体将热能转变成辐射能，以电磁波的方式传递物体将热能转变成辐射能，以电磁波的方式传递出去，被另一物体吸收再转变为热能的过程。出去，被另一物体吸收再转变为热能的过程。23