体。 加热方式：在整个被加热的物体上同时进行加热，
内部的分子处于不停的运动中，加热均匀、快速。 而一般的加热是从外向里进行。 不足：热效率低，对无线电及广播会产生干扰。
微波加热：是利用高频的电磁辐射线（频率高于高 频加热的频率）引其被加热物体内分子的振动而产 生能量。加热速度快，均匀，工作环境好，便于控 制。
型的换热器应视具体情况，综合考虑。
强化传热的途经 所谓强化传热的途径，就是要想法提高传热速率ф。
提高K，A，ΔTm中的任何一个，都可以传热强化。
K iA iTm
其中：1 di di di Ki id1 dm idi
Tm
T2 ln
T1 T2
T1
第六节 加热技术
加热方式 加热原理 主要设备
6-2 红外线加热技术
红外线加热是利用红外线辐射器发出来的红外线， 照射在被加热物体上，被物体吸收的部分会转化 为物质分子的热运动，从而使物体受热。
特点：加热速度快，干净，装置简单。但加热深 度不够，一般多为0.1-2mm，多用于薄层加热。
本章小结
传热方式 传热计算 传热设备
合作愉快
够被该物体吸收变成热能，将这一范围内的电磁波称为热 射线。当物体向外辐射的能量与其从外界吸收的辐射能不 相等时，该物体就与外界进行了热量传递，这种传热方式 称为热辐射。
能量守恒：
QA QR QD 1 QQQ
物体的吸收率为 A Q A
Q
反射率为 透过率
R QR Q
D QD Q
黑体：能全部吸收辐射能的物体。A=1 白体：能全部反射辐射能的物体。R=1 透热体：所有投射在物体上的辐射射线完全透过。
q T
t
t
2-3 比例系数α计算 影响因素 流体的种类：气体、液体、固体 流体的性质：密度、导热系数、黏度等 流体的流型：层流、过度流、湍流等 对流的种类：自然对流和强制对流 传热壁面的形状、位置和大小
f(u ,l,,,,cp ,g T )
努塞尔数 Nu L
雷诺数 Re lu
2011
(3)间壁式——热流体通过间壁将热量传递给冷流体， 化工中应用极为广泛。
第一节 热传导
1-1 热传导与傅立叶定律 热传导的定义是：依靠物体内部自由电子运
动或分子振动，从而导致热量的传递，即热传导。
热传导遵循傅立叶定律，它是一个经验性定 律。实践证明，单位时间内的通过单位面积的传 热量q与垂直于温度的梯度 dT 成正比。
D=1 灰体：能部分吸收辐射能的物体。
灰体的黑度 ：
AQ A
Q
3-2 斯蒂芬—波尔兹曼定律 黑体的辐射能力E0与绝对温度的四次方成正比。
E0 0T4 C01T004
3- 3 实际物体间的辐射能力
EE0 C01T004
一般物体温度低于400 673K时，可忽略辐射 传热的影响。在化工热交换计算中，一般都不考 虑辐射传热。
3-4 实际物体间的辐射传热 高温对低温物体的辐射热流量可用下式表示：
C12A1T10401T2040
第四节 热交换的计算
4-1 热流量方程与传热系数 热流体对壁面
间壁内传导
间壁壁面对冷流体
总热流量方程：
一、平面壁的总热流量方程式
ห้องสมุดไป่ตู้
A(TT/ )
1 1
KAT
1 2
K称为基于内表面的总传热系数，它是表示导热 系数与给热系数的综合传热指标，是以内表面为
传热面积的K。 K只在微分管段为常数。但工程计算中，常由某
定性温度的物性来确定α1、α2，即将α看作常数， 因而此处亦可将K看成常数。
二、圆筒壁的总流量方程式
KO 1
1 0 1 A0
1 Am 2 Ai
Ko=1/R=R in+R w+R out 总的热阻等于两侧流体的对流传热的热阻和器壁
α值的大致范围：
空气自然对流，5~20 w·m-2·K-1 ； 空气强制对流，20~100 w·m-2·K-1 ； 水蒸汽冷凝，5000~15000 w·m-2·K-1 ； 水沸腾，2500~25000 w·m-2·K-1
第三节 热辐射
3-1 基本概念 当波长为0.4-40m的电磁波投射到另一物体上时，能
牛顿冷却定律
流体被q冷 却 (TT时 W) 流体被q加 （ 热 TW ' 时 T')
α——比例系数，亦称传热膜系数，其单位是
q
T T W
[W ] W m 2K 1 [m 2]K []
2-2 有效膜 假设有一层厚度为δt的静止流体膜所具有的热
阻，恰好等于拟考察的对流传热过程的热阻相当， 则该静止流体膜称为传热的“有效膜”。
普朗特数 格拉晓夫数
Pr C p
Gr
g Tl 3 2 2
2-4 流体无相变时强制对流传热膜系数的关联式 低黏度流体：
当流体被加热时，n=0.4，流体被冷却时，n=0.3。 高黏度流体：
0.02d7 u0.8Cp0.33 w0.14
圆形管内过渡流时的对流传热系数为：
过 湍16R1e1.805
工业应用
电阻加热
电流通过电阻 较大的电热丝 或电热棒而产 生热量
直接加热式电 炉
干燥、蒸 馏
电弧加热
电弧放电产生 直接加热式电 熔 炼 特 种
热量
弧炉
金属
电 子 束 加 由电子束撞击 炉体真空系统 熔 炼 各 种
热
被 加 热 物 体 而 和电子系统 产生热量
金属
6-1 高频加热与微波加热 高频加热：高频振荡器、工作电容器及被加热的物
第五节 间壁式热交换器
间壁式换热器的特点是冷、热两流体被固体壁面 隔开，不相混合，通过间壁进行热量的交换。
从结构来看，有以下几种：夹套式换热器、蛇管 式换热器、套管式换热器等。
5-1 夹套式换热器
5-2 蛇管式换热器
5-3 套管式换热器
5-4 列管式换热器
5-9 各种间壁换热器的比较和强化传热的途径 各种换热器的比较 各种换热器的特点及外表均不相同，采用什么类
n层平壁热传导的公式为：
T
n bi
A i1 i
T 总推动力 R 总热阻
式中：i——壁层的序数
n——壁的层数
1-4 圆筒壁稳定热传导计算 的圆筒长为L，内径为r1，内壁温度为T1，外
半径为r2，外壁温度为T2，其热流量（φ）。
2 rL ( dT ) dr
ln
r2 r1
2 L
T 2 T1
2 L T1 T 2
1 ln r2 r1
推广到n层圆筒的热流量公式为：
n
2L Tn Tn1
i1
n 1 lnrn1
i1 n
rn
第二节 对流传热
对流传热的定义是，通过流体内分子的定向 流动和混合而导致热量的传递。
2-1 牛顿冷却定律 对流传热服从牛顿冷却定律，也称牛顿传热
dn
q dT dn
q dT dn
1-2 导热系数
q dT dn
导热系数在数值上等于单位时间内，温度梯度为1
K·m-1时，经过单位面积所传递的热量。物质的导
热系数值越大，表明该物质的导热能力越强。
1-3 单层及多层平面壁的定常态热传导 单层平面壁的热传导计算
qAA(T1T2)
热流强度 传热 热阻 推力 动力
传导热阻之和。
4-2 传热的平均温度差 恒温传热——是指任何时间内经过间壁两侧进行
热量交换的两种流体，其温度都不发生变化的传 热过程。 变温传热——是指在传热过程中，间壁一侧或两 侧的流体沿传热壁面随位置而变化，若各点上的 温度不随时间变则称之为定常态变温传热；若间 壁一侧或两侧的流体温度不仅随位置而变，还随 时间而改变，则称非定常态变温传热。
定律。
在固体壁面存在层流层，然后是过度层，再是湍 流层。在层流层，热量靠热传导的方式传递；在 过度层和湍流层，热量靠分子的流动和混合来传 递。直接按热传导的方式处理，显然不行，因为 湍流层不能按导热处理。于是人们尝试，虚拟一 个传热边界层δ，使得层流、过度流、湍流的全部 传热阻力集中在δ内。于是可以按平壁导热处理。