第三章第一节化工传热及换热器

1、2022-5-27第三章第三章第三章 传热过程及换热器传热过程及换热器传热过程及换热器漳州师范学院化学与环境科学系化学与环境工程教研室吴文炳2022-5-273.1 3.1 3.1 化工生产中的传热及换热器化工生产中的传热及换热器化工生产中的传热及换热器化工生产中的传热及换热器化工生产中的传热及换热器化工生产中的传热及换热器1、化工生产中传热过程的两种情况、化工生产中传热过程的两种情况 1）强化传热：）强化传热：各种换热设备中的传热。各种换热设备中的传热。 2）削弱传热：）削弱传热：如对设备和管道的保温，以减少热损失如对设备和管道的保温，以减少热损失 2、传热的基本方式、传热的基本方式1）传导

2、传热：）传导传热：热量从物体内部温度较高的部分传递到温热量从物体内部温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之相接触的温度较低的另一度较低的部分或者传递到与之相接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导，简称导热。物体的过程称为热传导，简称导热。 特点特点：物质间没有宏观位移，只发生在静止物质内的一：物质间没有宏观位移，只发生在静止物质内的一种传热方式。种传热方式。 2022-5-272）对流传热）对流传热 流体中质点发生相对位移而引起的热量传递，称为热对流体中质点发生相对位移而引起的热量传递，称为热对流。流。 特点：特点：热对流只能发生在流体中，具有宏观位移。热对流只能发生在流体中，具有

3、宏观位移。强制对流强制对流 自然对流自然对流 用机械能（泵、风机、搅拌等）使流体发生用机械能（泵、风机、搅拌等）使流体发生对流而传热。对流而传热。由于流体各部分温度的不均匀分布，形成由于流体各部分温度的不均匀分布，形成密度的差异，所产生的作用力使流体发生密度的差异，所产生的作用力使流体发生对流而传热对流而传热 2022-5-273）辐射传热）辐射传热 辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于热的辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。物体由于热的原因而发出辐射能的过程，称为热辐射。原因而发出辐射能的过程，称为热辐射。 特点：特点：辐射传热不需要任何介质作媒介，辐射传热不需要任何介质作媒介，可以

4、在真空中可以在真空中传播传播。 3、冷、热流体热交换的基本方式、冷、热流体热交换的基本方式 1）直接接触式直接接触式 2）蓄热式蓄热式 3）间壁式）间壁式2022-5-274、典型的间壁式换热器、典型的间壁式换热器 间壁式换热器的传热过程可分为三步：间壁式换热器的传热过程可分为三步：热流体将热热流体将热量传给固体壁面（量传给固体壁面（对流传热对流传热）热量从壁的热侧传到冷侧热量从壁的热侧传到冷侧（热传导热传导）热量从壁的冷侧面传给冷流体（热量从壁的冷侧面传给冷流体（对流传热对流传热） 壁的面积称为传热面，壁的面积称为传热面，是间壁式换热器的基本尺寸。是间壁式换热器的基本尺寸。 按传热面结构可分

5、为按传热面结构可分为管式换热器管式换热器和和板式换热器，板式换热器，管式换管式换热器的传热面是由管子做成的，包括热器的传热面是由管子做成的，包括套管式、列管式、蛇套管式、列管式、蛇管式、喷淋式和翅片管式管式、喷淋式和翅片管式等；板式换热器的传热面是由板等；板式换热器的传热面是由板材做成的，包括材做成的，包括夹套式、螺纹板式、螺旋板式夹套式、螺纹板式、螺旋板式等。等。2022-5-271）套管式换热器套管式换热器 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、的同心管，一种流体在内管中流动，另一种流体在内、外两

6、壁间的环隙中流动，通过内管管壁进行热量交换。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。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 列管式换热器由壳体、管束、管板和封头等部件组列管式换热器由壳体、管束、管板和封头等部件组成。成。 2022-5-27 一种流体流经管束称为一种流体流经管束称为管程，该流体称为管程流体管程，该流体称为管程流体。另。另一种流体在壳体与管束间的空隙流过称为一种流体在壳体与管束间的空隙流过称为壳程壳程，该流体称为，该流体称为壳程流体。壳程流体。 流体在管束内只通过一次，称为流体在管束内只通过一次，称为单程列管式换热器单程列管式换热器。管。管程流体在管束内来回流过几次，则为与之相同程数的换热器程流体在管束内来回流过几次，则为与之相同程数的换热器。 2022-5-272022-5-275 5 5、热流量及面积热流量、热流量及面积热流量、热流量及面积热流量、热流量及面积热流量、热流量及面积热流量、热流量及面积热流量 热流量（传热速率）热流量（传热速率） 单位时间内通过传热面的热量，单位为单位时间内通过传热面的热量，单位为W。 面积热流量（又称热通量或热流密度）面积热流量（又称热通量或热流密度）q 单位传热面积的热流量。单位为单位传热面积的热流量。单