第六章 传热 (课件)《化工原理第四版》同步教学（化学工业出版社）

第六章传热 01 第六章 传热 1.1 传热目的 加热、冷却物料 回收热量或冷量 设法促进传热 保温，减少热量或冷量损失 设法阻止传热 传热还用于其它单元操作 02 1.2传热机理 ①传导—分子热运动(自由电子迁移) 接触 ②对流—流体宏观迁移引起载热 接触 ③辐射—电磁波 不接触 热水瓶为什么能保温？ 1.3冷热流体接触方式 ①蓄热式 ②直接接触式 ③间壁式 1.4 化工常用载热体 加热最常用水蒸汽 (锅炉房)常用工业锅炉p<0.8MPa(表)(175℃) 道生油、熔盐、电加热 冷却常用河水、井水、自来水 盐水、冷冻剂 1.5 基本概念 ①热流量 Q, (W =J/s) 单位时间，热流体通过整个传热面传递给冷流体的热量。 ②热流密度 q ,（W/m2） 单位时间、单位面积所传递的热量。 显然，热流量 ③定态与非定态 定态： 非定态： 从0~τ时刻累积传热量QT, 2 热传导 2.1 傅立叶定律 热流密度与温度梯度成正比 λ：W/m·℃=W/m·K λ量级：金属10~102W/m·℃ 绝热材料10-2~10-1W/m·℃ 液体10-1W/m·℃ 气体10-2W/m·℃ 1．λ金属>λ液体>λ气体 2．温度升高时，λ液 下降(水例外)，λ气 上升， λ金属下降，大多λ非金属上升 2.2 单层平壁导热 解决：①温度分布 ②热流量 条件：①定态 ②一维(横向导热不计) 分析：①取控制体 ②作热量衡算： 进=出+累积 定态：累积=0， Q1=Q ③结合特征方程解析解 λ=常数时 积分 温度分布 线性, 或 工程处理方法 多层平壁导热 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 例1 已知：两层平壁λ1=1.4W/m·℃, δ1=100mm,λ2=0.14W/m·℃, δ2=200mm, t1=650℃, t3=50℃。 求：两壁接触处的温度t2。 解：先定性分析，哪个斜率大 热流密度 由 得 ℃ 2.3 圆筒壁导热 分析：①取控制体 ②作热量衡算 定态：Q入=Q出 即： Q=qA=q’A’ 一维传热： 写成通式： 其中： 2.4 球壳导热 通式 2.5 多层壁传热 含义： 条件：无接触热阻 接触热阻： 因接触界面不可能理想光滑而造成的额外热阻 影响因素：界面粗糙度， 压紧力， 空隙中的气压 计算上有困难，数据少， 但概念很重要 多层圆筒壁导热 思考题：温度分布？ 例2 在蒸汽管道外包两层同样厚度的保温材料 λ1<λ2, 应将哪层包在里面？ 解： , 两种情况传热量不同，比较Q1与Q2，取小的。 比较分母 ∵λ1<λ2, ∴ ∵ ∴ ∵ 所以Q1<Q2,λ小的材料应包在里面 Thanks. 19 $$