,化 工 原 理,
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第一节 概述化工过程中经常遇到气一液,液－液,
气－固,液－固的换热过程 。
加热冷却 过程强化保温 ―― 削弱过程一,传热的基本方式热传导 分子振动无质点位移对流传热 流体质点相对移动强制对流,自然对流电磁波形式传播热辐射 放热 → 辐射能 → 吸收无需中间介质,能量转换,T高时的主要方式二,冷热流体接触方式直接接触式间壁式蓄热式三,传热速率：
（ 传热速率 ） 热流量 Q,J/s
热流密度 （ 热通量 ） q=dQ/ds J/m2s
四,稳态传热和不稳态传热
Q,q,及有关物理量 （ 进出口 T,t）,
不随时间变化?稳态
0
()
s
T
Q q d s
q
Q Q d
：不随 变化 沿管长变化不稳定：夹套加热第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第二节 热传导一,温度场和温度梯度在 θ时刻物体 （ 或空间 ） 各点温度分布 t
= f (x,y,z,?),若与 θ无关为稳定温度场 。
相同 t连结组成等温面,
等温面不相交等温面上无热量传递
0
l i m
n
tt n
nn
温度梯度：,法线方向
()
F ou rie r
t
dQ ds
n
二,定律与牛顿粘性定律相似
：导热系数；
负号：热流方向是温度降方向三,导热系数?
与物质组成,结构,温度,密度,压力等有关 。 (单位,w/mk)
金属 101～ 102 T
建材 10-1～ 100 w/mk T
绝缘材料 10-2～ 10-1
液体 10-1 T(水,甘油除外 )
气体 10-2～ 10-1
固体,?=?o(1+KT) λ0,0℃ 导热系数,
金属 K<0,非金属 K>0
液体,T?λ?(水,甘油除外 )
气体,T?λ?。 高于 2000atm,低于
20mmHg,p?λ?
四,平壁稳定热传导一平板,长宽与厚比无限大
12 1 2 1 2
11
( 1 )
/
dt
c o n st Q s
dx
s t t t t t t
Q
b b s R
Q x q
t t t x
s
积分：
温度分布,直线
22
1 2 1 2
12
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12
( 2)
2
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2
1
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多层 n层?不同,b不同存在 n个温度差 （ 接触面良好 ）
Q相同 （ 通过各层 ）
312
1 2 2 3 3 4
1 2 3
14
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1 2 3
21
~
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Q
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由总温差和,求Q； 由,求五,圆筒壁的稳定热传导
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2
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,相同,不同
，
,对数平均值当 时，可用算术平均值计算，误差小于 ％
23
14
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1 2 31
14
324
1 1 2 2 3 3
2
1 1 1
l n l n l n
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多层六,具有内热源的热传导半径为 ro,长度为 L圆柱体 （ 径向传热 ）
单位时间单位体积产生热 q’
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2
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若 时，
，
时，
温度沿半径方向呈抛物线分布
（上）
主讲人：戴猷元
2003.2
目 录绪论第一章 流体流动第二章 流体输送机械第三章 流体流过颗粒和颗粒层的流动第四章 非均相物系的分离第五章 传热第六章 蒸发总结第五章 传 热第一节 概述第二节 热传导第三节 对流传热第四节 两流体间的传热第五节 对流传热系数的关联式第六节 热辐射第七节 换热器第一节 概述化工过程中经常遇到气一液,液－液,
气－固,液－固的换热过程 。
加热冷却 过程强化保温 ―― 削弱过程一,传热的基本方式热传导 分子振动无质点位移对流传热 流体质点相对移动强制对流,自然对流电磁波形式传播热辐射 放热 → 辐射能 → 吸收无需中间介质,能量转换,T高时的主要方式二,冷热流体接触方式直接接触式间壁式蓄热式三,传热速率：
（ 传热速率 ） 热流量 Q,J/s
热流密度 （ 热通量 ） q=dQ/ds J/m2s
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相同 t连结组成等温面,
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负号：热流方向是温度降方向三,导热系数?
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金属 101～ 102 T
建材 10-1～ 100 w/mk T
绝缘材料 10-2～ 10-1
液体 10-1 T(水,甘油除外 )
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四,平壁稳定热传导一平板,长宽与厚比无限大
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温度沿半径方向呈抛物线分布
