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传热原理及传热设备
5.1概述
v
化工生产中遇到的传热问题通常有以下两
类：一类是要求强化传热，提高某一换热设备的
传热速率，减少设备的尺寸，降低设备费用；另
一类是削弱传热，以减少热损失，如高温设备、
低温设备及管道的保温隔热等，要求传热速率越
低越好。
外还随时间变化的过程称为非稳定传热。
v
化工生产中多为连续操作过程，属于稳定传
热。
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传热原理及传热设备
5.1概述
v 5.1.4 热载体及其选择 v 在传热过程中，为将冷流体加热或热流体冷却，
必须用另一种流体供给或取走热量，参与传热的 流体称为载热体。温度较高而放出热能的载热体 称为热载热体；温度较低而吸收热能的载热体称 为冷载热体。起加热作用的载热体称为加热剂， 起冷却或冷凝作用的载热体称为冷却剂或冷凝剂。
5.2热传导
v 图5-1所示为一个由均匀固体物质组成的平壁，
面积为A，壁厚是δ，壁的两面温度保持为t1和t2 。 如果t1 ＞ t2 ，则热量以热传导的方式从温度为t1 的平面传递到温度为t2的平面。
v 则Q=λA/δ( t1- t2)
(5-1)
v 式(5-1)是热传导方程式。将其改写成如下形式：
传热原理及传热设备
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2020/11/4
传热原理及传热设备
目录
培训目标 概述 热传导 对流传热 传热基本方程式和传热过程计算 换热器
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传热原理及传热设备
培训目标
1、理解传热过程的基本概念，熟知传热的基本方式。 2、掌握热传导的规律，理解热导率的意义。 3、掌握对流传热的规律，了解对流传热膜系数的因素。 4、掌握传热基本方程。 5、掌握传热操作的基本原理,知道工业上常用的换热器。
是由于流体内部冷、热部分的密度不同而引起的，
则称为自然对流。强制对流传热效果好。
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传热原理及传热设备
5.1概述
v （3）辐射传热（热辐射）
v 是指因热的原因而产生电磁波进行传递能量的过 程。物体将热能以电磁波的形式向外界辐射，当 被另一物体部分或全部接受后，又重新转变为热 能。辐射传热不需要介质，物体温度越高，热辐 射传递的热量越多。

传热原理及传热设备
5.1概述
v 5.1.1传热在化工生产中的应用 v 传热是重要的单元操作过程之一，传热的目的主
要有以下几方面： v （1）加热、冷却或冷凝。使物料达到指定的温度 v （2）换热，以回收利用热量或冷量。 v （3）保温，以减少热量或冷量的损失。
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传热原理及传热设备
5.1概述
v 5.1.2传热的基本方式 v 传热的基本方式有三种：热传导、对流和辐射。 v （1）热传导（简称导热） v 是指热量从物体的高温部分向同一物体的低温部
分传递，或从一个高温物体向与其直接接触的低 温物体传递的过程。在热传导过程当中，没有物 质的宏观位移。固体、静止的流体或气体的传热 属于导热，在层流流体中，传热方向与流向垂直 时也是热传导。
5.2热传导
v 5.2.2热导率 v 热导率λ是表示物质导热性能的一个物性参数， λ
越大，导热越快。 λ在数值上等于单位温度梯度、 单位导热面积、在单位时间内所传导的热量，其 单位W（m.℃），热导率的大小和物质的组成、 结构、密度、温度、湿度等因素有关，对于气体 还与压强变化有关。
（m·℃）； v δ —平壁厚度， m； v Δt —两壁的温差，Δt= t1- t2，导热的推动力，K； v R —导热热阻。
v 式（5-2）表明，平壁材料的热导率越小、平壁 越厚，则热传导阻力就越大。热导率值越大，则 物质的导热能力越强。
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传热原理及传热设备
v
事实上传热过程往往不是以某种传热方式单
独存在的，而是上述两种或三种传热方式的组合。
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传热原理稳定传热和非稳定传热
v
在传热过程中，各点的温度只随位置变化而
不随时间变化的过程称为稳定传热。
v
若在传热过程中，各点的温度除随位置变化
v Q/A=Δt/R,（R为导热热阻）。
v R=δ/λ （5-2）
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传热原理及传热设备
5.2热传导
v 式中Q—导热速率，单位时间内传导的热量W； v A—导热面积，即垂直于热流方向上的截面积，m2;
v λ —比例系数，称为热导率，W/（m·K）或W /
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传热原理及传热设备
5.1概述
v 在选择载热体时应考虑以下几个方面的因素： v （1）载热体的温度易于调节。 v （2）载热体的饱和蒸汽压较小，加热时不会分解。 v （3）载热体毒性要小，使用安全，对设备无腐蚀
或腐蚀性很小。 v （4）载热体的价格低廉且容易得到。 v 通常，在温度不超过180℃的条件下，饱和蒸汽
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传热原理及传热设备
培训目标
v 6、会根据要求选择流体的流动方向，熟知强化传 热效果的途径及措施。
v 7、掌握间壁式换热器的结构和特点，了解其它常 用换热器的结构特点，会选用换热剂。
v 8、了解常用换热器的操作要点和常见事故的处理 措施。
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传热原理及传热设备
5.1概述
v （2）对流传热（简称对流）
v 是指在流体中各部分质点发生相对位移而引起的 热量传递。对流传热过程中往往伴有热传导。
v
化工生产中通常将流体和固体壁面之间的传
热称为对流传热；若流体的运动是由于受到外力
的作用所引起的，称为强制对流；若流体的运动
是最适宜的加热剂，而当温度不很低时，水和空 气是最适宜的冷却剂。
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传热原理及传热设备
5.2热传导
v 5.2.1热传导基本规律
•A •Q
•t1 •t2
•δ •图5-1 单层平壁的热传导
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传热原理及传热设备