化工原理(王志魁版---第四章傳熱(已修改)
2025-03-05 10:57 本頁面
【正文】 第四章 傳熱 概述? 傳熱過程的應(yīng)用– 物料的加熱與冷卻– 熱量與冷量的回收利用– 設(shè)備與管路的保溫? 熱傳遞的三種基本方式– 熱傳導(dǎo)– 熱對流– 熱輻射? 傳熱過程中熱、冷流體（接觸）熱交換的方式– 直接接觸式換熱– 蓄熱式換熱– 間壁式換熱 概述? 概述? 典型的間壁式換熱器– 套管式換熱器– 單程列管式換熱器– 雙程列管式換熱器 概述? 熱載體及其選擇– 載熱體的溫度易調(diào)節(jié)控制– 載熱體的飽和蒸汽壓較低，加熱時(shí)不易分解– 載熱體的毒性小，不易燃、易爆，不易腐蝕設(shè)備– 價(jià)格便宜，來源容易 熱傳導(dǎo)421 基本概念及傅立葉定律一 溫度場和溫度梯度– 溫度場非 穩(wěn)態(tài)溫度場：穩(wěn)態(tài)溫度場：穩(wěn)態(tài)的一維溫度場2) 等溫面252。 任何溫度不同的等溫面彼此不相交252。 在 等溫面上的任何點(diǎn)之間無熱量傳遞252。 不同溫度的等溫面之間有熱傳遞? 溫度梯度 t和 t+?t兩等溫面間的垂直距離 ?n溫度梯度是向量，其正方向 垂直于等溫面為溫度升高的方向二 傅立葉定律167。 單位時(shí)間內(nèi)傳導(dǎo)的熱量與 溫度梯度 及 垂直于熱流方向的截面 成正比 Q： 導(dǎo)熱速率，方向與溫度梯度的方向相反， WA： 導(dǎo)熱面積， m2λ ： 導(dǎo)熱系數(shù)， W/ （ m℃ ）422 導(dǎo)熱系數(shù)? 導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義熱流密度（熱通量）λ ： 單位溫度梯度下的熱通量λ金屬 λ非金屬 λ液體 λ氣體λ為 物質(zhì)的物理性質(zhì)422 導(dǎo)熱系數(shù)? 固體導(dǎo)熱系數(shù)– 金屬? 純度：純度越高 λ越大? T： T? λ ?– 非金屬? ρ： ρ ? λ ?? T： T ? λ ?– 大多數(shù)固體： λ= λo（ 1+αt）? 對于金屬， α0? 對于非金屬 α 0? 液體導(dǎo)熱系數(shù)? 氣體導(dǎo)熱系數(shù)167。 T： T ? λ ?167。 P： P? λ ?423 單層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)一 單層平壁的熱傳導(dǎo) t=f(x)假設(shè)： i. λ為常數(shù)或取壁面范圍內(nèi)的平均值ii. 平壁面積與厚度相比無限大根據(jù)傅立葉定律：平壁間的熱傳導(dǎo)公式xy423 單層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)二 多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)λ1 λ2 λ3t1 t2 t3 t4t1 t2 t3 t4穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時(shí)， Q=Q1=Q2=Q3423 通過平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)二 多層平壁的熱傳導(dǎo)o 接觸熱阻各層的熱阻越大，溫度差越大λ1 λ2λ1 λ2424 圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)一 單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)溫度僅沿半徑方向有變化，且為穩(wěn)態(tài)的一維熱傳導(dǎo)溫度僅沿半徑方向有變化，且為穩(wěn)態(tài)的一維熱傳導(dǎo)取取 半徑為半徑為 r， 厚度厚度 dr， 溫度差溫度差 dt的微圓筒的微圓筒傳熱面積：傳熱面積： 2πrl根據(jù)傅立葉定律根據(jù)傅立葉定律 ：：單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)公式424 圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)把單層把單層 圓筒壁的熱傳導(dǎo)寫成平壁熱傳導(dǎo)形式圓筒壁的熱傳導(dǎo)寫成平壁熱傳導(dǎo)形式rm為圓筒的平均半徑rm：： 以圓筒的導(dǎo)熱速率與平壁的導(dǎo)熱速率相等而得到的平均半徑以圓筒的導(dǎo)熱速率與平壁的導(dǎo)熱速率相等而得到的平均半徑424 圓筒壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)? Am的另一種表示方式 圓筒壁熱阻的另一種表示方式圓筒壁熱阻的另一種表示方式 對數(shù)平均值對數(shù)平均值 x1/x2比值越大時(shí)，（對數(shù)平均值 /算術(shù)平均值）越大當(dāng)當(dāng) x1/x2 =2時(shí)，算術(shù)平均值與對數(shù)平均值相比，計(jì)算誤差為時(shí)，算術(shù)平均值與對數(shù)平均值相比，計(jì)算誤差為 4%當(dāng)當(dāng) x1/x2 2時(shí)，算術(shù)平均值與對數(shù)平均值相比，計(jì)算
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