化工基础课件武汉大学第3陈章传热.ppt

n层平壁热传导的公式为： 式中：i——壁层的序数 n——壁的层数 ;1-4 圆筒壁稳定热传导计算 的圆筒长为L，内径为r1，内壁温度为T1，外半径为r2，外壁温度为T2，其热流量（φ）。;;推广到n层圆筒的热流量公式为： ;第二节 对流传热 ;;在固体壁面存在层流层，然后是过度层，再是湍流层。在层流层，热量靠热传导的方式传递；在过度层和湍流层，热量靠分子的流动和混合来传递。直接按热传导的方式处理，显然不行，因为湍流层不能按导热处理。于是人们尝试，虚拟一个传热边界层δ，使得层流、过度流、湍流的全部传热阻力集中在δ内。于是可以按平壁导热处理。 ;α——比例系数，亦称传热膜系数，其单位是 ;2-2 有效膜 假设有一层厚度为δt的静止流体膜所具有的热阻，恰好等于拟考察的对流传热过程的热阻相当，则该静止流体膜称为传热的“有效膜”。;2-3 比例系数α计算 影响因素 流体的种类：气体、液体、固体 流体的性质：密度、导热系数、黏度等 流体的流型：层流、过度流、湍流等 对流的种类：自然对流和强制对流 传热壁面的形状、位置和大小;;;2-4 流体无相变时强制对流传热膜系数的关联式 低黏度流体： 当流体被加热时，n=0.4，流体被冷却时，n=0.3。 高黏度流体：;圆形管内过渡流时的对流传热系数为： ;第三节 热辐射 ;物体的吸收率为 反射率为 透过率 ;黑体：能全部吸收辐射能的物体。A=1 白体：能全部反射辐射能的物体。R=1 透热体：所有投射在物体上的辐射射线完全透过。D=1 灰体：能部分吸收辐射能的物体。 灰体的黑度 ： ;3-2 斯蒂芬—波尔兹曼定律 黑体的辐射能力E0与绝对温度的四次方成正比。 ;3- 3 实际物体间的辐射能力 一般物体温度低于400- 673K时，可忽略辐射传热的影响。在化工热交换计算中，一般都不考虑辐射传热。;3-4 实际物体间的辐射传热 高温对低温物体的辐射热流量可用下式表示： ;第四节 热交换的计算;总热流量方程：;一、平面壁的总热流量方程式 K称为基于内表面的总传热系数，它是表示??热系数与给热系数的综合传热指标，是以内表面为传热面积的K。 K只在微分管段为常数。但工程计算中，常由某定性温度的物性来确定α1、α2，即将α看作常数，因而此处亦可将K看成常数。;二、圆筒壁的总流量方程式 Ko=1/R=R in+R w+R out 总的热阻等于两侧流体的对流传热的热阻和器壁传导热阻之和。;4-2 传热的平均温度差 恒温传热——是指任何时间内经过间壁两侧进行热量交换的两种流体，其温度都不发生变化的传热过程。 变温传热——是指在传热过程中，间壁一侧或两侧的流体沿传热壁面随位置而变化，若各点上的温度不随时间变则称之为定常态变温传热；若间壁一侧或两侧的流体温度不仅随位置而变，还随时间而改变，则称非定常态变温传热。;;第五节 间壁式热交换器;5-1 夹套式换热器 ;5-2 蛇管式换热器 ;5-3 套管式换热器 ;5-4 列管式换热器 ;5-9 各种间壁换热器的比较和强化传热的途径 各种换热器的比较 各种换热器的特点及外表均不相同，采用什么类型的换热器应视具体情况，综合考虑。 ;强化传热的途经 所谓强化传热的途径，就是要想法提高传热速率ф。提高K，A，ΔTm中的任何一个，都可以传热强化。 ;;第六节 加热技术 ;6-1 高频加热与微波加热 高频加热：高频振荡器、工作电容器及被加热的物体。 加热方式：在整个被加热的物体上同时进行加热，内部的分子处于不停的运动中，加热均匀、快速。而一般的加热是从外向里进行。 不足：热效率低，对无线电及广播会产生干扰。 ? 微波加热：是利用高频的电磁辐射线（频率高于高频加热的频率）引其被加热物体内分子的振动而产生能量。加热速度快，均匀，工作环境好，便于控制。;6-2 红外线加热技术 ? 红外线加热是利用红外线辐射器发出来的红外线，照射在被加热物体上，被物体吸收的部分会转化为物质分子的热运动，从而使物体受热。 ? 特点：加热速度快，干净，装置简单。但加热深度不够，一般多为0.1-2mm，多用于薄层加热。;本章小结;感谢您的关注