福州大学：《化工原理》课程教学课件（PPT讲稿）传热

6、传热 6.1概述 6.2热传导 6.3对流给热 6.4沸腾给热与冷凝给热 6.5热辐射 6.6传热过程计算 6.7换热器

6、传热 6.1 概述 6.2 热传导 6.3 对流给热 6.4 沸腾给热与冷凝给热 6.5 热辐射 6.6 传热过程计算 6.7 换热器

6.1概述 6.1.1概述 (1)传热过程中冷热流体的接触方式 ①直接接触式传热 ② 间壁式传热 ③ 蓄热式换热器 (2)载热体及其选择

6.1 概述 6.1.1 概述 （1）传热过程中冷热流体的接触方式 ① 直接接触式传热 ② 间壁式传热 ③ 蓄热式换热器 （2）载热体及其选择

6.1概述 6.1.2传热过程 (1)传热速率 (2)换热器的热流量 (Q) (3)非定态传热过程 (4)传热机理

6.1 概述 6.1.2 传热过程 （1）传热速率 （2）换热器的热流量（Q） （3）非定态传热过程 （4）传热机理

6.1.2传热过程 (1)传热速率 ①热流量Q:即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面 传递给冷流体的热量(W=Js) ②热流密度（热通量）q:单位时间通过单位传热面积所传递的 热量(W/m2) 9= do dA 注：与热流量不同，热流密度与传热面积大小无关

6.1.2 传热过程 （1）传热速率 ① 热流量Q：即单位时间内热流体通过整个换热器的传热面 传递给冷流体的热量（W=J/s） ② 热流密度（热通量）q：单位时间通过单位传热面积所传递的 热量（W/m2） A Q q d d = 注：与热流量不同，热流密度与传热面积大小无关

6.1.2传热过程 (2)换热器的热流量(Q) 设换热器的传热面积为A,则 0=∫9dA 间壁两侧，冷、热流体的温差(T)沿管长而变，因 此为计算换热器的热流量，还必须找出热流密度沿传热面 的变化规律

6.1.2 传热过程 （2）换热器的热流量（Q） 设换热器的传热面积为A，则  = A Q q d A 间壁两侧，冷、热流体的温差（T-t）沿管长而变，因 此为计算换热器的热流量，还必须找出热流密度沿传热面 的变化规律

6.1.2传热过程 (3)非定态传热过程 对非定态传热问题通常关心的是一段时间内所传递的累积总热 量QT。设夹套传热面积为A,则 9 dor Adr er=ARqdr 因此，要求QT,只知道热流密度q的计算式是不够的，还须 知道q随时间的变化规律

6.1.2 传热过程 （3）非定态传热过程 对非定态传热问题通常关心的是一段时间内所传递的累积总热 量QT。设夹套传热面积为A，则 d d T A Q q =  =   0 QT A q d 因此，要求QT ，只知道热流密度q的计算式是不够的，还须 知道q随时间的变化规律

6.1.2传热过程 (4)传热机理 任何热量的传递只能通过传导、对流、辐射三种方式进行。 固体内部的热量传递只能以传导的方式进行。 流体与换热器壁面之间的给热过程往往同时包含对流与传导， 对高温流体还有热辐射。热传导、对流传热需介质，能量形式不 变；而辐射传热无须介质，但能量形式发生变化（热→波→热）。 工程上的传热过程一般都是三种形式同时存在的

6.1.2 传热过程 （4）传热机理 任何热量的传递只能通过传导、对流、辐射三种方式进行。 固体内部的热量传递只能以传导的方式进行。 流体与换热器壁面之间的给热过程往往同时包含对流与传导， 对高温流体还有热辐射。热传导、对流传热需介质，能量形式不 变；而辐射传热无须介质，但能量形式发生变化（热→波→热）。 工程上的传热过程一般都是三种形式同时存在的

6.2热传导 6.2.1傅立叶定律和导热系数 (1)傅立叶定律 9=-181 on 式中 at/am一法向温度梯度，℃/m或Km; 一比例系数，称为导热系数，Wm℃)或 W/(mK). 注：此处的入与第一章摩擦系数九的区别

6.2 热传导 6.2.1 傅立叶定律和导热系数 （1）傅立叶定律 n t q   = − 式中 t / n  ── 法向温度梯度，℃/m或K/m； ── 比 例 系 数 ， 称 为 导 热 系 数 ， W/(m·℃) 或 W/(m·K)。 注：此处的  与第一章摩擦系数  的区别

6.2.1傅立叶定律和导热系数 (2)导热系数 物体的导热系数与材料的组成、结构、温度、湿度、 压强以及聚集状态等许多因素有关。它是物性，一般通 过实验测定。 各种材料的导热系数的大小依次为： 几金属>几-般固体非金属>人液体>固体绝缘材料>九气体

6.2.1 傅立叶定律和导热系数 （2）导热系数 物体的导热系数与材料的组成、结构、温度、湿度、 压强以及聚集状态等许多因素有关。它是物性，一般通 过实验测定。 各种材料的导热系数的大小依次为：  金属   一般固体非金属  液体   固体绝缘材料  气体

6.2.1傅立叶定律和导热系数 ①固体入 固体材料的导热系数随温度而变，绝大多数质地均匀的固体，导 热系数与温度呈线性关系，可用下式表示： 2=o(1+at) 式中 2一t℃时固体的导热系数，W/m℃)或WmK): 一0℃时固体的导热系数，W(m℃)或WmK): a一温度系数，1/℃。 对大多数金属材料（汞除外）为a负值(a0)， t个元个 若金属材料的纯度不纯，会使导热系数大大降低

6.2.1 傅立叶定律和导热系数 ① 固体 固体材料的导热系数随温度而变，绝大多数质地均匀的固体，导 热系数与温度呈线性关系，可用下式表示： (1 )  = 0 + at 式中 0  ── t℃时固体的导热系数，W/(m·℃)或W/(m·K)； ── 0℃时固体的导热系数，W/(m·℃)或W/(m·K)； a ── 温度系数，1/℃。 对大多数金属材料（汞除外）为a负值（a 0）, 若金属材料的纯度不纯，会使导热系数大大降低。 t    t    