西昌学院：《食品工程原理》课程教学资源（PPT课件）第三章 传热

3.1 传热的基本概念 第三章 传 热 3.2 热传导 3.3 对流传热 3.4 辐射传热 3.6 换热器 3.7 几种特殊情况下的传热 3.5 稳定传热过程计算

3.1 传热的基本概念 第三章 传 热 3.2 热传导 3.3 对流传热 3.4 辐射传热 3.6 换热器 3.7 几种特殊情况下的传热 3.5 稳定传热过程计算

 掌握导热、对流换热的基本规律及计算方法；  熟悉各种热交换设备的结构和特点；  掌握稳定综合传热过程的计算；  了解强化传热和热绝缘的措施。 本章重点和难点

 掌握导热、对流换热的基本规律及计算方法；  熟悉各种热交换设备的结构和特点；  掌握稳定综合传热过程的计算；  了解强化传热和热绝缘的措施。 本章重点和难点

传热在食品工程中的应用 食品加工过程中的温度控制、灭菌过程以及 各种单元操作（如蒸馏、蒸发、干燥、结晶等） 对温度有一定的要求

传热在食品工程中的应用 食品加工过程中的温度控制、灭菌过程以及 各种单元操作（如蒸馏、蒸发、干燥、结晶等） 对温度有一定的要求

3.1.1 传热的基本方式 ➢热传导(conduction); 热的传递是由于系统内或物体内温度不同而引起的，根 据传热机理不同，传热的基本方式有三种： 3.1 传热的基本概念 ➢对流(convection); ➢辐射(radiation)

3.1.1 传热的基本方式 ➢热传导(conduction); 热的传递是由于系统内或物体内温度不同而引起的，根 据传热机理不同，传热的基本方式有三种： 3.1 传热的基本概念 ➢对流(convection); ➢辐射(radiation)

物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自 由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。 特点：没有物质的宏观位移 （1）热传导（又称导热） 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来实现的 液体 机理复杂

物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自 由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。 特点：没有物质的宏观位移 （1）热传导（又称导热） 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来实现的 液体 机理复杂

➢强制对流： 因泵（或风机）或搅拌等外力所导致的对流称为强制对流。 流动的原因不同，对流传热的规律也不同。在同一流体中 有可能同时发生自然对流和强制对流。 热对流的两种方式： ➢自然对流： 由于流体各处的温度不同而引起的密度差异，致使流体产 生相对位移，这种对流称为自然对流。 （2）热对流 流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热 对流。 热对流仅发生在流体中

➢强制对流： 因泵（或风机）或搅拌等外力所导致的对流称为强制对流。 流动的原因不同，对流传热的规律也不同。在同一流体中 有可能同时发生自然对流和强制对流。 热对流的两种方式： ➢自然对流： 由于流体各处的温度不同而引起的密度差异，致使流体产 生相对位移，这种对流称为自然对流。 （2）热对流 流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热 对流。 热对流仅发生在流体中

（3）热辐射 因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。 ➢所有物体都能将热以电磁波的形式发射出去，而不需要任何 介质。 ➢任何物体只要在绝对零度以上都能发射辐射能，但是只有在 物体温度较高的时候，热辐射才能成为主要的传热形式。 实际上，上述三种传热方式很少单独出现，而往往是相互 伴随着出现的

（3）热辐射 因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。 ➢所有物体都能将热以电磁波的形式发射出去，而不需要任何 介质。 ➢任何物体只要在绝对零度以上都能发射辐射能，但是只有在 物体温度较高的时候，热辐射才能成为主要的传热形式。 实际上，上述三种传热方式很少单独出现，而往往是相互 伴随着出现的

➢ 温度场(temperature field)：空间中各点在某一瞬间 的温度分布，称为温度场。 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) 3.1.2 温度场和温度梯度 （1）温度场

➢ 温度场(temperature field)：空间中各点在某一瞬间 的温度分布，称为温度场。 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) 3.1.2 温度场和温度梯度 （1）温度场

不同温度的等温面不相交。 t1 t2 t1>t2 等温面 Q

不同温度的等温面不相交。 t1 t2 t1>t2 等温面 Q

一维温度场：若温度场中温度只沿着一个坐标方向变化。 一维温度场的温度分布表达式为： t = f (x,τ) (4-1a) 等温面的特点： （1）等温面不能相交； （2）沿等温面无热量传递。 ➢不稳定温度场：温度场内如果各点温度随时间而改变。 ➢稳定温度场：若温度不随时间而改变。 ➢等温面：温度场中同一时刻相同温度各点组成的面

一维温度场：若温度场中温度只沿着一个坐标方向变化。 一维温度场的温度分布表达式为： t = f (x,τ) (4-1a) 等温面的特点： （1）等温面不能相交； （2）沿等温面无热量传递。 ➢不稳定温度场：温度场内如果各点温度随时间而改变。 ➢稳定温度场：若温度不随时间而改变。 ➢等温面：温度场中同一时刻相同温度各点组成的面