化工原理第四章傳熱過程超詳細(xì)講解(存儲版)
【正文】 大的流體 作熱載體； 據(jù)： 增大流速 可提高 α值； 勤除垢層 , 減小熱阻 δ/λ 。要求各區(qū)溫差，如圖，必須先求出冷流體的中間溫度t2’→求冷卻水的質(zhì)量流量 M2. ① 求 M2： Φ總 =M1（ ΔH Cp1ΔT` ） 2 WTM 39。溫差的增大受氣候條件和輸送費(fèi)用的限制。 ② Δt1Δt2，適用于某些連續(xù)操作的管式反應(yīng)器中進(jìn)行的 放熱反應(yīng)的熱量的移出 。 穩(wěn)定的恒溫傳熱溫差 （溫度不隨位置而變化） 如圖的傳熱過程： 穩(wěn)定的變溫傳熱溫差（溫度隨位置而變化） ② 逆流 (相向逆流 ) ① 并流 (同向并流 ) 注意： 同一流體終、始態(tài)的溫差用 ΔT` 或 Δt`表示。 邊界層 (滯流和過渡層 )，此層中流體以 熱傳導(dǎo) 方式傳熱，是傳熱過程的阻力所在。 (5)金屬管的熱阻遠(yuǎn)小于絕熱層的熱阻，即可忽略 例 44 P109 計(jì)算 1米長的保溫管道在一年 (生產(chǎn) 300天 )內(nèi)因散熱引起的費(fèi)用與包裹保溫材料折舊引起的費(fèi)用之和為最小值時(shí)的保溫層厚度 —— 經(jīng)濟(jì)厚度。 可見：傳熱速率式中 分母是分子溫度區(qū)間內(nèi)的熱阻之和 。在相同的條件下，材料不同，其傳熱速率不同，故 是材料本身的性質(zhì) 。第四章 傳熱過程 167。 實(shí)驗(yàn)證明： 通過該壁傳遞的熱量與壁兩側(cè)的溫差成正比，與傳熱面積和傳熱時(shí)間成正比，與傳導(dǎo)距離成反比 ，即： dQ= 付立葉方程 對于穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)： dt不隨時(shí)間 dτ變化，故積分為： 溫度梯度 — 速度梯度 （ P41） 比較 λ（類似于粘度） ① 意義： 材料導(dǎo)熱能力大小的標(biāo)志，是 A＝ 1m2， δ =1m, Δ t=1k時(shí)的傳熱速率。 λ金屬 λ非金屬 ， λ固 λ液 λ氣 ， λ結(jié)構(gòu)緊密 λ結(jié)構(gòu)松散 ② 單位： 泡沫保溫材料 三、平面壁的穩(wěn)定熱傳導(dǎo) —— 特點(diǎn) ∴ 2 多層平面壁 ,如耐火磚 —— 絕熱磚 —— 建筑磚組成三層復(fù)合壁，對各層分別應(yīng)用單層導(dǎo)熱公式有： R=δ/λ— 熱阻 1 單層平面壁，如 P105圖 一層： 二層： 三層： (1) (2) (3) ???? tAttA ????? )( 21∵ 平面壁 ： A1=A2=A3=A ∵ 穩(wěn)定傳熱 Φ1=Φ2=Φ3=Φ則有： t1t4=Δt= 討論 ： (1) ① +② 得： …(4) …(5) ② +③ 得： (2)Δt1/Δt2 =R1/R2= 即各層的溫降與其熱阻成正比。 (4)選保溫材料時(shí)，只要能耐熱， λ小的應(yīng)包在內(nèi)層。 3 對流傳熱 一、對流傳熱機(jī)理 以 對流 方式傳熱， 溫度一致 , 即忽略湍流主體的熱阻。 a. 據(jù) 計(jì)算 例 410 用 160℃ 飽和蒸氣加熱粘性溶液 15→140℃ ，黏性溶液的黏度隨溫度升高而顯著下降，使總傳熱系數(shù) Kt 變化，屬 不穩(wěn)定傳熱 ， ∴ 取一時(shí)間微元 dτ,在 dτ內(nèi)傳遞的熱量為 dQ，則對冷流體有： ∵ 沒有 K=f(t)關(guān)系，只有 Kt數(shù)據(jù)， ∴ 只能采用 辛普森數(shù)據(jù)積分 (自變量間隔相等 ) 公式積分： ? ?542210bbay)y2(y)y4(yy3ydx ??????? ??a分別計(jì)算出 y0,y1,y2…y 5 代入公式求得 τ： =*105 (25/3)(+4(+)+2(+) +)105 =3230 s=54 min n為積分區(qū)間所分的等分?jǐn)?shù)，這里有 6組 (T t)數(shù)據(jù)，可求得 6 個(gè) y值，即： 六、傳熱溫度差 —— 傳熱過程中溫差一般是變化的，需取平均值計(jì)算。 并流的優(yōu)點(diǎn) : ① t2T2， 流體終點(diǎn)溫度易控制 ，對于易氣化、分解、反應(yīng)和冷凝而必須控溫的流體的換熱較適合。 Δtm： 盡量采用逆流換熱 。 ∵ Φ=KAΔtm=M1Cp1ΔT’=M2Cp2Δt’ 加長前 ： Δt1’=25 ΔT1’=50 M1Cp1/M2Cp2=Δt1’/ΔT1’=25/50= Δtm1=(Δt1+Δt2)/2=(110+85)/2=
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