《化工原理》课程教学资源（讲稿）第四章 传热1

传热第四章

第四章 传 热 1

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·掌握通过平壁及圆筒壁的热传导计算；.了解牛顿冷却定律及影响对流传热系数的因素：掌握传热速率方程，并运用平均温差法进行传热过程的计算；.了解辐射传热的基本概念及基本定律；掌握列管式换热器的选型、设计、计算：了解换热器的分类、各类换热器的特点及强化传热的途径3

·掌握通过平壁及圆筒壁的热传导计算； ·了解牛顿冷却定律及影响对流传热系数的因素； ·掌握传热速率方程，并运用平均温差法进行传热过程的 计算； ·了解辐射传热的基本概念及基本定律； ·掌握列管式换热器的选型、设计、计算； ·了解换热器的分类、各类换热器的特点及强化传热的途径； 3

第一节概述一、传热过程的应用在物体内部或物系之间，由于存在温度差而产生的热量传递的现象，称为传热。许多单元操作，如蒸发、精馏、干燥、结晶、冷冻、吸收和萃取等，无不直接或间接与传热有关。773Kcal:→2NH,—→液氨(冷却冷凝与气体分离)氮肥生产：N,+3H物料的加热与冷却热量与冷量的回收利用应用设备与管路的保温

第一节 概 述 一、传热过程的应用 在物体内部或物系之间，由于存在温度差而产生的热量传递 的现象，称为传热。 许多单元操作，如蒸发、精馏、干燥、结晶、冷冻、吸收和 萃取等，无不直接或间接与传热有关。 应用 物料的加热与冷却 热量与冷量的回收利用 设备与管路的保温 : 3 2 ( ) 3 773 . 氮肥生产 N2 + H2 K cat → NH →液氨 冷却冷凝与气体分离 4

反应器加热炉反应物换热器冷却水反应产物燃料加氢反应

加氢反应 5

化工过程中的传热削弱传热强化传热设备和管道的各种换热设备中保温，以减少的传热，以增大热损失。传热速率

削弱传热 设备和管道的 保温，以减少 热损失。 化工过程 中的传热 强化传热 各种换热设备中 的传热，以增大 传热速率。 6

热源1）电热：特点是加热能达到的温度范围广，而且便于控制，使用方便，比较清洁。但费用比较高。2饱和水蒸气：优点：饱和水蒸气的冷凝温度和压强有一一对应的关系，调节饱和水蒸汽的压强就可以控制加热温度，使用方便，而且饱和蒸汽冷凝过程的传热速率快缺点：饱和水蒸气冷凝传热能达到的温度受压强的限制

1）电热： 特点是加热能达到的温度范围广，而且便于控制，使用 方便，比较清洁。但费用比较高 。 2）饱和水蒸气： 优点：饱和水蒸气的冷凝温度和压强有一一对应的关系， 调节饱和水蒸汽的压强就可以控制加热温度，使用方便， 而且饱和蒸汽冷凝过程的传热速率快。 缺点：饱和水蒸气冷凝传热能达到的温度受压强的限制。 热源 7

烟道气3）！烟道气的温度可达700C以上，可以将物料加热到比较高的温度。缺点：传热速度慢，温度不易控制。高温载热体：优点：沸点高（饱和蒸汽压低），化学性质稳定。冷源一般采用水、空气和冷冻盐水等作为冷源。0

3）烟道气 烟道气的温度可达700℃以上，可以将物料加热到比 较高的温度 。 缺点：传热速度慢，温度不易控制。 4）高温载热体： 优点：沸点高（饱和蒸汽压低），化学性质稳定。 一般采用水、空气和冷冻盐水等作为冷源。 冷源 8

二传热的三种基本方式热的传递是由于物体内或系统内的两部分之间的温度差而引起的，净的热流方向总是由高温处向低温处流动。根据传热机理不同，热传递有三种方式：传导、对流和辐射热传导：热传导又称导热。是指热量从物体的高温部分向同一物体的低温部分、或者从一个高温物体向一个与它直接接触的低温物体传热的过程。导热是静止物体的一种传热方式，不依靠物质的宏观位移。C

二、传热的三种基本方式 热的传递是由于物体内或系统内的两部分之间的温度差而 引起的，净的热流方向总是由高温处向低温处流动。根据 传热机理不同，热传递有三种方式：传导、对流和辐射 热传导： 热传导又称导热。是指热量从物体的高温部分向同一 物体的低温部分、或者从一个高温物体向一个与它直接接 触的低温物体传热的过程。导热是静止物体的一种传热方 式，不依靠物质的宏观位移。 9

热传导在气、液、固中均可以进行，但传导的机理不同。气体分子做不规则热运动时相互碰撞的结果固体导电体：自由电子在晶格间的运动福非导电体：通过晶格结构的振动实现液体机理复杂特点：静止介质中的传热，没有物质的宏观位移10

热传导在气、液、固中均可以进行，但传导的机理不同。 气体 分子做不规则热运动时相互碰撞的结果 固体 导电体：自由电子在晶格间的运动 非导电体：通过晶格结构的振动实现 液体 机理复杂 特点：静止介质中的传热，没有物质的宏观位移 10