制药化工原理（资料）传热

制药化工原理（资料）传热内容摘要：

制药化工原理（资料）传热 第五章 传热一节概述 (第二节热传导 (第四节传热计算 (第三节对流传热 (第五节换热器 ( 录 (工原理3一、传热高温 低温由于温度差而引起的能量转移过程方向： 推动力： 温度差二、传热的应用三、传热的要求强化 (削弱 (化学反应 (分离 (一节 概述化工原理4四、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气体： 分子不规则运动液体： 原子、分子等在平衡位置的振动金属固体： 体 各部分之间发生相对位移而产生的热量传递自然对流强制对流对流传热（给热）热量在 流体与固体 之间传递的过程热对流： 流体主体热传导： 滞留内层、热而产生的电磁波在空间的传递特点： 不需要介质，在真空中也可以传递 传热的同时发生能量转换( 高 温 物 体 ) 热 能 辐 射 能电 磁 波热 能 ( 低 温 物 体 ) 只有温度很高时才以热辐射形式传热4)1 0 0T(E 次方定律化工原理7四、壁流传导流传热三个传热过程串联热流体 (加热剂 ,热载热体 )传热壁面冷流体 (冷却剂 ,冷载热体 )dS 外传热面积：内传热面积：平均传热面积： 准传热面积 :1 23 4 5 678910单程列管式换热器1、 2、 7、 83456、 109:(单位时间内 在 整个传热面积 上传递的热量。 W q：(单位面积 的传热速率。 W /总传热系数 总传热面积 平均温差化工原理15第二节 热传导本概念二、平壁的稳态热传导三、圆筒壁热传导化工原理16一、),( 非稳态 :(态：(,( 0, 温面互不相交， ( g r g r a d 沿等温面法线方向的温度变化率t 两等温面温差n 两面间垂直距离化工原理185、导热系数 ：K)(dd o 或、傅立叶定律：(s 热传导时 ,其传热速率与温度梯度及传热面积成正比表示物质导热能力的大小1)物理意义化工原理192)影响因素 物质种类气体液体非 金 属金属 C)(0: 金属 C)(0: 非金属C)(0: 液体 C)(0: 气体 温度)1( 金属材料和液体：非金属材料和气体：0a ,t0a ,二、平壁的稳态热传导 近似稳态一维传热 21平均温度下导热系数121或阻力推动力导热热阻 化工原理22例 :平壁 S=20m2,b=650oC,00料导热系数 =t:W/(m。 试求 平壁 Q、 q和 : / ( o )( 21 001650(25/5 6 7 720101 3 5.1 化工原理23)( 1 又64916501 态热传导：321 1)三层 ：()()(32141332211321阻力推动力 化工原理252)板：热阻总推动力 以计算中间壁面的温度 ,如Qt,t 41 求得已知 t 223 热阻越大 (保温性能越好 )，温度差越大化工原理26例：燃烧炉最内层耐火砖 50间层绝热砖 90外层普通砖 28知 016oC,4 各层接触良好。 1=m2=m3=m332211412W / 5 7 6 1 化工原理27材料 ， W/m， m2 t， 层耐火砖 层绝热砖 层铁板o/允许温度 1450o/允许温度 11003 o/350 20 q=4652w/ : 取 100 ， 350 ， 204 6 5 0 01 3 5 0tt 11 62 例：三、圆筒壁热传导2( 2121)(2112 122122)(1212122112212令)(12212)(,2 21 稳态时 ,各层 但 233221221122Q344332 化工原理32243232121412推广到 蒸气管外径 140壁温度 390温层外表温度不大于 40=t:W/(m。 要求 Q/L450W/m,求保温层厚度和其内温度分布。 解：C)W / ( o(2112平均温度下：(1)12212化工原理34 r )0390( r)()(21450)390(942)( l 曲线 )化工原理35第三节 对流传热程分析二、对流传热速率方程三、对流传热系数 (工原理36层流内层区：渡区：热对流为主热传导为主热传导 +热对流传热壁热流体冷流体A - A 截 面 上 的 温 度 分 布一、过程分析 流内层区：温差大，热阻大湍流区：温度均匀，没有热阻，过渡区 : 有一定温差 , 有一定热阻0R0,t 较小较小 R,t 温度梯度存在的区域，厚度用 t 表示大大 R,t传热壁热流体冷流体A - A 截 面 上 的 温 度 分 布t 传热壁热流体冷流体A - A 截 面 上 的 温 度 分 布化工原理382） 热流体湍流主体温度 T 过渡区、层流内层层流内层、过渡区1）冷、热流体分别沿间壁两侧平行流动时，传热方向与流动方向 垂直。 壁面温度 流体主体温度 流体侧推力：冷流体侧推动力：tt w 说明：壁面温度 流传热速率方程令t d)(d d)(d 局部对流传热系数 W/(m2oC)流体与壁面间的对流。