化工生产中的传热过程及传导传热

1、教学(jio xu)目的：重 点：课 型：第五章 传热(chun r)5.1 概述了解学习传热过程的意义，掌握传热的一些基本物理量。传热中的一些基本物理量理论知识共十九页5.1 概述(i sh)物体或者系统内部由于温度不同,使热量由一处转移到另一处的过程叫做热的传递，简称(jinchng)传热(heat transfer)。化学反应(放热)快点把热量取走吧,否则化学反应(吸热)快点加点热量吧,否则单元操作 按一定速率输入或输出热量第五章 传热共十九页传热的基本规律可通过(tnggu)热力学第二定律描述:高温(gown)物体低温物体Q无外功 传热速率 温度差（传热过程的推动力）根据传热机理的不同

2、,热的传递有三种基本方式:传导(heat conduction)对流(heat convection)辐射(heat radiation)共十九页传热中的一些基本(jbn)物理量和单位热量(heat quantity）：是能量的一种(y zhn)形式(J)。 传热速率(heat transfer rate, heat flux,Q):也称热流量,是指单位时间传递的热量,单位为W.热流密度(heat density,q):也称为传热强度(面积热流量),是单位时间单位传热面积所传递的热量,是传热设备的性能标志之一,单位为W.m-2。共十九页传热中的一些(yxi)基本物理量和单位比定压热容(spec

3、ific heat at constant pressure, cp ):是指压力恒定(hngdng)时单位质量的物质温度升高1K时所需的热量,单位为 J.K-1.kg-1 或 J.K-1.mol-1。显热(sensible heat) = 物质质量比定压热容温度变化 = mcpt (无相变) 潜热(latent heat)：单位质量物质在发生相变时伴随的热量变化，包括物质的气化热、凝结热、升华热、熔解热等。单位为 J.kg-1 。共十九页定态传热(chun r)和非定态传热(chun r)定态传热(steady heat transfer)：传热面各点的温度(wnd)不随 时间而改变。非定态

4、传热(non-steady heat transfer)：传热面各点温度 随时间而变化。均衡的连续操作间歇操作共十九页5.2 传导(chundo)传热教学(jio xu)目的：重 点：课 型：掌握传导传热的机理，以及传导传热的基本方程及其应用。传导传热的机理难 点：传导传热的基本方程新理论知识共十九页 5.2 传导(chundo)传热(conduction heat transfer, heat conduction)传导传热机理：不依靠物体内部各部分质点的宏观混合运动，而是借助于物体分子、原子、离子、自由电子等微观粒子的热运动产生的热量(rling)传递。想一想什么情况下热量的传递主要是传导

5、传热？固体静止流体共十九页传导传热(chun r)基本方程傅里叶定律(Fourier heat equation)t1t2Qbt1t2S实验(shyn)证明：对微元而言：随传热距离而引起的温度变化， 称为温度梯度。向量，以温度增 加为正。在定态条件下,传递的热量不随时间变化or傅里叶公式共十九页导热(dor)系数(coefficient of heat conductivity)称为导热系数或热导率，是物质导热能力的标志(biozh),是 物料的一种物理性质，其值因物料不同而有所不同， 单位为W.m-1.K-1。通过实验测定固体:金属 具有较大的导热系数,银和铜的最高, T非金属 T液体：T（

6、水和甘油除外）气体：Tp气体的值很小，对导热不利，但对却对保温有利。共十九页平面(pngmin)壁的定态热传导单层平面(pngmin)壁的热传导：t1t2Qbt1t2S定态条件下，传热面的温度仅沿热量传递方向变化，将傅里叶公式积分R传导传热的热阻，KW-1。傅里叶公式共十九页平面(pngmin)壁的定态热传导多层平面(pngmin)壁的热传导：SQb1b2b3t1t2t3t4第一层：第二层：第三层：平面壁 S1=S2=S3=S定态热传导 Q1= Q2= Q3= Q共十九页平面(pngmin)壁的定态热传导or各层的温度(wnd)降与各层的热阻成正比根据以上关系也可以求得两层壁交界处的温度或任何

7、一点的温度.共十九页圆筒壁的传导(chundo)传热单层圆筒壁的传导(chundo)传热:LQt1t2r1r2r傅里叶定律积分:得: b = r2r1对数平均值：共十九页圆筒壁的传导(chundo)传热多层圆筒壁的传导(chundo)传热：r1r2r3r4t1t2t3t4共十九页多层平面(pngmin)壁的热传导：单层圆筒壁的传导(chundo)传热：多层圆筒壁的传导传热：总 结共十九页例 题5-1 若炉灶的炉壁顺序地由厚24cm耐火砖(=0.90 W.m-1. K-1)、12cm绝热砖(=0.20 W.m-1.K-1)和24cm建筑(jinzh)砖( = 0.63W.m-1.K-1)砌成,传

8、热稳定后,耐火砖的内壁面温度为940,建筑砖的外壁面温度为50 .试求每秒钟每平方米壁面因传导传热所散失的热量,并求各砖层交界面的温度.t1t2t3t4解:多层平面(pngmin)壁热传导公式:940322!热阻越大温度降越大耐火砖绝热砖建筑砖50750共十九页例 题5-2 38mm2.5mm的水蒸气管(=50 W.m-1.K-1)包有隔热层,第一层是40mm厚的矿渣棉(=0.07 W.m-1.K-1),第二层是20mm厚的石棉(shmin)(=0.15 W.m-1.K-1).若管内壁温度为140,石棉泥外壁温度为30.求每米管长的热损失速率.若以同量的石棉作内层,矿渣棉作外层,情况如何?解: 圆筒壁热传导公式(gngsh):NOTE:选用隔热材料包裹管路时,在耐热性等条件允许下, 导热系数小的应包在内层.金属管的热阻实际上是可忽略的.r1r2r3r4共十九页内容摘要教学目的：。了解(lioji)学习传热过程的意义，掌握传热的一些基本物理量。物体或者系统内部由于温度不同,使热量由一处转移到另一处的过程叫做热的传递，简称传热(heat transfer)。根据传热机理的不同,热的传递有三种基本方式:。热量(heat quantity）：是能量的一种形式(J)。= mcpt (无相变)。潜热(latent he