《化工原理》课程教学资源（课件讲稿）第6章 传热及总结

第6章 6.1概述 6.2热传导 传热 6.3对流给热 6.4热辐射 6.5传热过程的计算 6.7换热器 内容：

第 6 章 传 热 6.1 概 述 6.2 热传导 6.3 对流给热 6.4 热辐射 6.5 传热过程的计算 6.7 换热器 内容：

6.1概述 热力学第二定律：只要存在温度差，热量会自发从高温传 递向低温，直至温度相等。 传热方向：高温→低温 传热极限：温度相等 传热推动力： 温度差 6.1.i传热自的 (1) 加热或冷却，使物料达到指定的温度，如蒸发、干燥、 蒸馏； (2)保温，减少热量或冷量损失； (3)回收热量或冷量：如热废气、废水的热量回收。 传热还用于其它单元操作：如蒸发，精馏

6.1 概 述 6.1.1 传热目的 （1） 加热或冷却，使物料达到指定的温度，如蒸发、干燥、 蒸馏； （2）保温，减少热量或冷量损失； （3）回收热量或冷量：如热废气、废水的热量回收。 热力学第二定律：只要存在温度差，热量会自发从高温传 递向低温，直至温度相等。 传热方向：高温→低温 传热极限：温度相等 传热推动力：温度差 传热还用于其它单元操作：如蒸发，精馏

6.1.2传热机理 个热传导： 制 分子热运动（自由电子迁移），无宏观位移 接鄉 r ◆ r热对流 :伯然对流 发生在流体内部，流体质点的相互碰撞传热，流体有宏观位移 r 强制对流 r 热辐射：靠电磁波传热 思考：热水瓶保温？

         热辐射： 热对流： 导热） 热传导： ( 靠电磁波传热    强制对流 自然对流 6.1.2 传热机理 思考：热水瓶保温? 发生在流体内部，流体质点的相互碰撞传热，流体有宏观位移 分子热运动(自由电子迁移) ，无宏观位移 接触

6.1.2冷热流体接触方式 (1)直接接触式传热 直接接触式传热的特点是冷、热两流体在传热器中以直接混合的 方式进行热量交换，也称混合式换热。 仿真copyright,2000 气体冷却塔

6.1.2 冷热流体接触方式 （1）直接接触式传热 直接接触式传热的特点是冷、热两流体在传热器中以直接混合的 方式进行热量交换，也称混合式换热

(2)蓄热式换热 蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充填耐 火砖作为填料，当冷、热流体交替的通过同一室时，就可以通 过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体，达到两流体换 热的目的。 蓄热式操作 t-d

（2）蓄热式换热 蓄热式换热器是由热容量较大的蓄热室构成。室中充填耐 火砖作为填料，当冷、热流体交替的通过同一室时，就可以通 过蓄热室的填料将热流体的热量传递给冷流体，达到两流体换 热的目的

4m2,t;冷流体 4m1,T (3)间壁式换热 热流体 间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别在 壁的两侧流动，不相混合，通过固体壁进行热量传递。 传热过程可分为三步： >热流体将热量传给固体壁面（对流传热） >热量从壁的热侧传到冷侧（热传导） 对流导热对流 >热量从壁的冷侧面传给冷流体（对流传热）

（3）间壁式换热 间壁式换热的特点是冷、热流体被一固体隔开，分别在 壁的两侧流动，不相混合，通过固体壁进行热量传递。 传热过程可分为三步： 热流体将热量传给固体壁面（对流传热） 热量从壁的热侧传到冷侧（热传导） 热量从壁的冷侧面传给冷流体（对流传热） 壁的面积称为传热面，是间壁式换热器的基本尺寸。 间 壁 热 流 体 冷 流 体 对流 导热 对流

(1)套管式换热器 套管式换热器是由两种直径大小不同的直管组成的 同心管，一种流体在内管中流动，另一种流体在内、外 两壁间的环隙中流动，通过内管管壁进行热量交换。内 管壁的表面积即为传热面积。 (2) 列管式换热器 列管式恤热哭中声休管束、管板和封头等部件组成。 B流体A流体 管箱 换热管折流板 管板支座壳体 A流体 B流体

（1）套管式换热器 套管式换热器是由两种直径大小不同的直管组成的 同心管，一种流体在内管中流动，另一种流体在内、外 两壁间的环隙中流动，通过内管管壁进行热量交换。内 管壁的表面积即为传热面积。 （2） 列管式换热器 列管式换热器由壳体、管束、管板和封头等部件组成

6.1.4化工常用载热体 加热最常用水蒸汽（锅炉房）常用工业锅炉p30 0-15 <-15≈-30 度，℃

6.1.4 化工常用载热体 加热最常用水蒸汽(锅炉房)常用工业锅炉p30 0～－15 <－15～－30 适用温 度，℃ 空气 盐水 氨蒸汽 水（自来水、河水、井 冷却剂 水）

6.1.5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 dQ所传递的热量。 dA ≥9l4 定态： 2,A4d 非定态：

6.1.5 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。 （3）定态与非定态 定态： 非定态： dA dQ q    A  0 Q qdA    t  0    t     0 QT A qd

6.2热传导 6.2.1傅立叶定律 (1) 温度场和温度梯度 温度场(temperature field):某一瞬间空间中各点的温度分 布，称为温度场(temperature field)。 物体的温度分布是空间坐标和时间的函数，即 t=fx,y,z,主 式中：t一温度； 水，乃乙一空间坐标； 一时间

 温度场(temperature field)：某一瞬间空间中各点的温度分 布，称为温度场(temperature field)。 式中：t —— 温度； x, y, z —— 空间坐标； τ—— 时间。 物体的温度分布是空间坐标和时间的函数，即 t = f (x，y，z，τ) 6.2 热传导 6.2.1 傅立叶定律 （1） 温度场和温度梯度