《大學(xué)課件 化工原理 上冊 第4章 傳熱1.PPT》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《大學(xué)課件 化工原理 上冊 第4章 傳熱1.PPT（31頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第4章 傳熱,4.1 概述 (1) 傳熱原理 熱力學(xué)第二定律：只要存在溫度差，熱量會自發(fā)從高溫 傳遞向低溫，直至溫度相等。,傳熱方向： 傳熱極限： 傳熱推動力：,高溫低溫,溫度相等,溫度差,傳熱應(yīng)用：科研、生產(chǎn)、生活,(2)傳熱的基本方式 熱傳導(dǎo)： 對流： 輻射： 實際傳熱過程：,固體的主要傳熱方式 分子無規(guī)則熱運動，使相鄰分子間傳熱 傳熱速率相對較慢 單純的導(dǎo)熱，物體各部分之間無宏觀運動,流體主要傳熱方式 流動中，流體質(zhì)點相互碰撞，傳熱 傳熱速率與流動狀態(tài)密切相關(guān),物體發(fā)射電磁波，在紅外、可見光范圍內(nèi)具有熱效應(yīng)。 不需傳播介質(zhì)，兩物體不需接觸 物體溫度，熱輻射能力。,三種方式同時存在,傳熱的

2、目的： 1）加熱或冷卻，使物料達到指定的溫度； 2）通過換熱，回收利用熱量； 3）保溫，以減少熱損失。 典型換熱設(shè)備： 間壁式換熱器(冷,熱流體間換熱),(4)傳熱在工業(yè)的應(yīng)用,（3）穩(wěn)態(tài)傳熱和非穩(wěn)態(tài)傳熱 穩(wěn)態(tài)傳熱：各點溫度分布不隨時間而改變 非穩(wěn)態(tài)傳熱：各點溫度隨位置和時間而變,列管換熱器(間壁式),(5) 本章研究的主要問題 1）三種傳熱機理（計算熱流量） 2）換熱器計算（設(shè)計、校核） 3）換熱設(shè)備簡介,熱傳導(dǎo)機理 氣體： 溫度不同的相鄰分子相互碰撞，造成熱量傳遞。 液體： 分子間作用力較強，由相鄰分子振動導(dǎo)致熱傳遞。 固體： 相鄰分子的碰撞或電子的遷移。,4.2 熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）,4.2.

3、1 基本概念和傅立葉定律 （1）溫度場 指：所研究的具有一定溫度分布的空間范圍。,穩(wěn)態(tài)溫度場： 非穩(wěn)態(tài)溫度場：,穩(wěn)態(tài)傳熱：穩(wěn)態(tài)溫度場中的傳熱 各點熱流量不隨時間變化,（2）描述溫度場特性的幾個參數(shù) 等溫面 指：具有相同溫度的點組成的面 特點：等溫面不會相交 溫度梯度 指：沿等溫面法線方向的溫度變化率,方向：沿溫度增高方向為正，且與等溫面垂直,（3）熱流量：，w (J/s) 熱流密度：,（4） 傅立葉定律,：熱導(dǎo)率，w/mK，w/m A：傳熱面積，m2 垂直于熱流方向的面積 -：與 方向相反(熱流量從高溫低溫),付立葉定律表明：,4.2.2 熱導(dǎo)率,說明： 物性參數(shù)，標(biāo)志物質(zhì)導(dǎo)熱性能 (書P23

4、9-240) 影響因素：=f(材料,結(jié)構(gòu),溫度,濕度,壓強),定義式:,一般規(guī)律：氣體- 液體- 固體-,4.2.3 平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 (1) 單層平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 條件：平壁、一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(x方向) 內(nèi)容：熱流量計算、溫度分布 對平壁做熱量衡算：,對穩(wěn)態(tài)傳熱：,熱導(dǎo)率為常數(shù),平壁內(nèi)的溫度分布：,即：沿壁厚方向，溫度分布為一直線., 熱導(dǎo)率和溫度有關(guān) 方法一,即：=f(t)時，沿壁厚方向，溫度分布為非線性,平壁內(nèi)的溫度分布：,(2) 多層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱 條件：多層平壁 一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱(x方向) 則：,2、各層厚度相同時，哪層溫差大,問題：1、多層平壁溫度分布( ),L,與平壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的異同點 相同點：

5、一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，=常數(shù) 不同點： 熱流方向（徑向） 傳熱面積沿徑向不同,4.2.4 長圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱,計算熱流量 單層圓筒壁 沿徑向取一小薄層，由傅立葉定律：, 多層圓筒壁,(2) 圓筒壁內(nèi)溫度分布 可由傅立葉定律得出：,即：沿半徑方向，溫度分布為非線性.,4.2.5 圓球壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱（自學(xué)） 熱流量：,溫度分布：非線性,穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱時， 平板上兩層保溫材料的溫度分布如圖， （A、B兩層厚度相等），則： A層的熱導(dǎo)率 B層的熱導(dǎo)率；,大于,提出 問題?,解：,換位置：,一蒸汽管外壁溫為160，管外徑為100，采用石棉及85%氧化鎂粉保溫，保溫層厚度均為5cm，石棉保溫層在內(nèi)側(cè)，設(shè)環(huán)境溫度為40。 (1) 試求單位管長的熱損失，(2) 將保溫層位置交換，熱損失有何變化？,作業(yè): P338 2 5 6,