然从高温处传递到低温处,因此传热
是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。
12化学工业与热传递的关系
化学工业与传热的关系密切。这是因为化工生产中的很多过程和单元操作,
多需要进行加热和冷却,例如:化学反应通常要在一定的温度进行,为了达到并
保持一定温度,就需要向反应器输入或输出热量;又如在蒸发、蒸馏、干燥等单
元操作中,都要向这些设备输入或输出热量。此外,化工设备的保温,生产过程
中热能的合理利用以及废热的回收利用等都涉及到传热的问题。由此可见,传热
过程普遍的存在于化工生产中,且具有极其重要的作用。总之,无论是在能源,
宇航,化工,动力,冶金,机械,建筑等工业部门,还是在农业,环境等部门中
都涉及到许多有关传热的问题。
应予指出,热力学和传热学既有区别又有联系。热力学不研究引起传热的机
理和传热的快慢,它仅研究物质的平衡状态,确定系统由一个平衡状态变成另一
个平衡状态所需的总能量;而传热学研究能量的传递速率,因此可以认为传热学
士热力学的扩展。
13传热的基本方式
根据载热介质的不同,热传递有三种基本方式:
1)热传导(又称导热)
物体各部分之间不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的
热运动而引起的热量传递称为热传导。热传导的条件是系统两部分之间存在温度
差。
2)热对流(简称对流)
流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热对流。热对流仅发
生在流体中,产生原因有二:一是因流体中各处温度不同而引起密度的差别,使
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f河西学院化工原理课程设计
流体质点产生相对位移的自然对流;二是因泵或搅拌等外力所致的质点强制运动
的强制对流。
此外,流体流过固体表面时发生的对流和热传导联合作用的传热过程,即是
热由流体传到固体表面(或反之)的过程,通常称为对流传热。
3)热辐射
因热的原因而产生的电磁波在空间的传递称为热辐射。热辐射的特点是:不
仅有能量的传递,而且还有能量的转移。
14换热器的种类
换热器种类很多,但根据冷、热流体热量交换的原理和方式基本上可分三大
类,即间壁式、混合式和蓄热式。在三类换热器中,间壁式换热器应用最多。
141间壁式换热器的类型
1夹套式换热器
这种换热器是在容器外壁安装夹套制成,结构简单;但其加热面受容器壁面
限制,传热系数也不高。为提高传热系数且使釜内液体受热均匀,可在釜内安装
搅拌器。当夹套中通入冷却水或无相变的加热剂时,亦可在夹套中设置螺旋隔板
或其它增加湍动的措施,以提r