导图社区 第五章传热过程的基础
化工原理第三版、天津大学化工学院上册第五章、热的传递是由于物体内部或物体之间的温度差引起的。若无外功输入,根据热力学第二定律,热量总是自动地从温度高的地方传递至温度较低的地方。
化工原理第三版天津大学化工学院上册第六章。发和沸腾都是汽化现象,是汽化的两种不同方式。蒸发是在液体表面发生的汽化过程,沸腾是在液体内部和表面上同时发生的剧烈的汽化现象。溶液的蒸发(evaporation)通常是指通过加热使溶液中一部分溶剂汽化,以提高溶液中非挥发性组分的浓度(浓缩)
两种不互溶液体搅拌时,其中必有一种被破碎成液滴,称为分散相,而另一种液体称为连续相。气体在液体中分散时,气泡为分散相。为达到小尺度的宏观混合,实际搅拌釜内不仅能发生大液滴的破碎过程,同时也存在小液滴相互碰撞而合并的过程。破碎与合并过程同时发生,必然导致液滴尺寸的不均匀分布。
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第五章 传热过程的基础
传热过程导论
物体或者系统内部由于温度不同而使热量发生转 移的过程,称为热量的传递,简称传热。
传热在化工生产中的应用
传热的基本方式
热传导(导热)
热对流(对流)
产生对流的原因
由于流体内部温度不同形成密度的差异,在浮力 的作用下产生流体质点的相对位移,使轻者上浮, 重者下沉,称为自然对流 ; 由于泵、风机或搅拌等外力作用而引起的质点强 制运动,称为强制对流
特点
1.热对流只发生在流体中。 2.体各部分间产生相对位移
对流传热与流体流动状况密切相关。
热辐射
可在真空中传播 能量传递同时伴随有能量的转换
典型的传热设备
1.套管式换热器
组成
壳体、管束、管板和封 头等部分。
传热面积S=πdL
2.列管式换热器
传热面积S=nπdL
传热速率与热通量
稳态传热与非稳态传热
稳态传热
温度仅随位置变化而不随时间变化 的传热方式。
显著特点是传热速率Q为常量。
连续传热过程属于稳态传热。
非稳态传热
温度既随位置变化又随时间变化 的传热方式。
显著特点是传热速率Q为变量。
间歇传热过程属于非稳态传热。
热传导
热传导的基本概念
温度场
在任一瞬间,物体或系统内各点的温度 分布总和
等温面
在同一时刻,具有相同温度的各点组成的面称为 等温面。因为在空间同一点不可能同时有两个不同 的温度,所以温度不同的等温面不会相交。
温度梯度
热传导基本定律 -傅立叶定律
热导率(导热系数)
固体的热导率
液体的热导率
气体的热导率
平壁的稳态热传导
单层平壁的稳态热传导
多层平壁的稳态热传导
圆筒壁的稳态热传导
传热面积、热通量、温度均随半径变化,均非常 量。
单层圆筒壁的稳态热传导
多层圆筒壁稳态热传导
对流传热
对流传热机理
指流体与固体壁面直接接触时的传热, 是流体的对流与导热两者共同作用的结果。其传热 速率与流动状况有密切关系。
对流传热系数
对流传热速率方程
对流传热过程的量纲分析
对流传热系数的影响因素
流体的种类和相变化情况
流体的物性
流体的温度
流动状态
流动的原因
传热面的形状,位置和大小
流体无相变时的对流传热系数
流体在管内作强制对流
流体在圆管内作强制湍流
流体在圆形直管内强制滞流
流体在圆形弯管内强制对流
流体在圆形直管内呈过渡流
流体在非圆形管中强制对流
流体在管外强制对流时对流传热准数 关联式
自然对流时对流传热系数关联式
流体在管内作强制湍流
流体有相变时的对流传热系数
蒸汽冷凝传热
滴状冷凝
膜状冷凝对流传热系数
蒸汽在水平管(或管束)外冷凝
蒸汽在垂直管外(或板上)冷凝
影响冷凝传热的因素
液体沸腾传热
大容器饱和沸腾曲线
沸腾传热系数的计算
影响沸腾传热的因素
辐射传热
基本概念和定律
热辐射对物体的作用
黑体、镜体、透热体和灰体
物体间相互发射辐射能和吸收辐射能的传 热过程称为辐射传热。
辐射传热基本定律
辐射能力
普朗克(M·Planck)定律
斯蒂芬-波尔茨曼(J·StefanD.Boltzman)定律
克希霍夫(Kirchhoff)定律
两固体间的辐射传热
不考虑几何因素
考虑几何因素
对流和辐射的联合传热