传热机理
根据传热机理不同，传热的基本方式有以下三种。
1.热传导，简称导热。当
物体间存在温差时，通过分子
间物理相互作用造成的能量转
移，称为热传导。其特点是物
体中的分子或质点不发生宏观
的相对位移。在金属固体中，
通过自由电子的扩散运动导
热；在不良导体的固体和大部
分液体中，通过振动能或者转动能导热；在气体中，通过分子的不规则热运动而导热。导热是固体中热传递的主要方式，而在流体中所进行的导热，并不显著。导热不能在真空中进行。
2.对流传热是指不同温度的流体质点在运动中的热量传递。由于引起流体运动的原因不同，对流分为自然对流和强制对流。若由于运动是因流体内部各处温度不同引起局部密度差异所致，则称为自然对流。若由于水泵、风机或其它外力作用引起流体运动，则称为强制对流。但实际上，热对流的同时，流体各部分之间还存在着导热，而形成一种复杂的热量传递过程。
3.辐射辐射又称热辐射，是一种以电磁波传递热能的方式。热辐射不需要任何物质作媒介。任何物体只要在绝对零度以上，都能发射辐射能，但只有在高温下物体之间温度差很大时，辐射才成为主要传热方式。
热的辐射 Radiation
热的对流 Convection
热的传导 Conduction
传热过程中基本问题与传热机理
三、传热过程中基本问题与传热机理 传热过程中的基本问题可以归结为： 1、载热体用量计算 2、传热面积计算 3、换热器的结构设计 4、提高换热器生产能力的途径。 解决这些问题，主要依靠两个基本关系。 （1）热量衡算式根据能量守恒的概念，若忽略操作过程中的热量损失，则热流体放出的热量等于冷流体取得的热量。即Q热=Q冷，称为热量衡算式。由这个关系式可以算得载热体的用量。 （2）传热速率式换热器在单位时间内所能交换的热量称为传热速率，以Q表示，其单位［W］。实践证明，传热速率的数值与热流体和冷流体之间的温度差△tm及传热面积S成正比，即： Q=KS△tm(3-1) S=nπd L (3-2) 式中：Q──传热速率，W； S──传热面积，m2； △tm──温度差，0C； K──传热系数，它表明了传热设备性能的好坏，受换热器的结构性能、流体流动情况、流体的物牲等因素的影响，W/m2·℃； n ──管数； d ──管径，m； L ──管长，m。 若将式（3-1）变换成下列形式： Q/S=△tm/(1/K) (3-3) 式中：△tm──传热过程的推动力，℃ 1/K ──传热总阻力（热阻），m2·℃/W。 则单位传热面积的传热速率正比于推动力，反比于热阻。因此，提高换热器的传热速率的途径是提高传热推动力和降低热阻。 另一方面，从式（3-1）可知，如杲工艺上所要求的传热量Q己知，则可在确定K及△tm的基础上算传热面积S，进而确定换热器的各部分尺寸，完成换热器的结构设计。 本章主要介绍应用这两个基本关系解决上述四个问题。介绍的范围以稳定传热为限。所谓稳定传热是指传热量与时间无关，即每单位时间内的传热量为定值。反之，传热量随着时间而变的则是不稳定传热，一般在化工连续生产中都属稳定传热。 就传热机理而言，任何热量传递总是通过传导、对流、辐射三种方式进行的。传热可依靠其中一种方式或几种方式同时进行，净的热流方向总是由高温处向低温处流动
第五章对流传热分析
第五章 对流换热分析 通过本章的学习，读者应熟练掌握对流换热的机理及其影响因素，边界层概念及其应用，以及在相似理论指导下的实验研究方法，进一步提出针对具体换热过程的强化传热措施。 5.1内容提要及要求 5.1.1 对流换热概述 1．定义及特性 对流换热指流体与固体壁直接接触时所发生的热量传递过程。在对流换热过程中，流体内部的导热与对流同时起作用。牛顿冷却公式w f ()q h t t =-是计算对流换热量的基本公式，但它仅仅是对流换热表面传热系数h 的定义式。研究对流换热的目的是揭示表面传热系数与影响对流换热过程相关因素之间的内在关系，并能定量计算不同形式对流换热问题的表面传热系数及对流换热量。 2．影响对流换热的因素 （1）流动的起因：流体因各部分温度不同而引起密度差异所产生的流动称为自然对流，而流体因外力作用所产生的流动称为受迫对流，通常其表面传热系数较高。 （2）流动的状态：流体在壁面上流动存在着层流和紊流两种流态。 （3）流体的热物理性质：流态的热物性主要指比热容、导热系数、密度、粘度等，它们因种类、温度、压力而变化。 （4）流体的相变：冷凝和沸腾是两种最常见的相变换热。 （5）换热表面几何因素：换热表面的形状、大小、相对位置及表面粗糙度直接影响着流体和壁面之间的对流换热。 综上所述，可知表面传热系数是如下参数的函数 ()w f p ,,,,,,,,h f u t t c l λραμ= 这说明表征对流换热的表面传热系数是一个复杂的过程量，不同的换热过程可能千差万别。 3．分析求解对流换热问题 分析求解对流换热问题的实质是获得流体内的温度分布和速度分布，尤其是近壁处流体内的温度分布和速度分布，因为在对流换热问题中“流动与换热是密不可分”的。同时，分析求解的前提是给出正确地描述问题的数学模型。在已知流体内的温度分布后，可按如下的对流换热微分方程获得壁面局部的表面传热系数 2x x w,x W/(m K)t h t y λ??? ?=- ? ? ??? 由上式可有 2x x w,x W/(m K)h y λθ?θ?? ?=- ? ? ??? 其中θ为过余温度，t t θ=-。
化工原理传热题库
第四章《传热》练习题 一、选择题 1、关于传热系数K，下述说法中错误的是（） A、传热过程中总传热系数K实际是个平均值； B、总传热系数K随着所取的传热面不同而异； C、总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关； D、要提高K值，应从降低最大热阻着手； 答案：C 2、揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（）。 A、斯蒂芬-波尔兹曼定律；C、折射定律； B、克希霍夫定律；D、普郎克定律； 答案：B 3、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（），走壳程的有（）。 A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体； D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体； 答案：A、C、D；B、E、F 4、影响对流传热系数的因素有( )。 A、产生对流的原因； B、流体的流动状况； C、流体的物性； D、流体有无相变； E、壁面的几何因素； 答案:A、B、C、D、E 5、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径 增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措施是( )。 A、不可行的； B、可行的； C、可能行，也可能不行； D、视具体情况而定； 答案：A 解：原因是：流量不变 2 d u=常数 当管径增大时，a. 2 / u l d ∝ ， 0.80.2 1.8 /1/ u d d α∝=
b. d 增大时，α增大， d α∝ 综合以上结果， 1.8 1/A d α∝，管径增加， A α下降 根据 ()21p mc t t KA -=m Δt 对于该系统K α≈∴ 21 12 ln m t t KA t A T t T t α-?≈-- 即 121ln p mc A T t T t α=-- ∵A α↓ 则 1 2ln T t T t -↓ -∴2t ↓ ? 本题在于灵活应用管内强制湍流表面传热系数经验关联式：0.80.023Re Pr n u N =，即物性一定时，0.80.2/u d α∝。 根据连续性方程，流量不变时， 24 V d u π = =常数 ，所以管径变化，管内流速也发生变化。管间用饱和水蒸气加热，热阻小， 可以忽略不计，总热阻近似等于管内传热热阻，即K α≈ 6、对下述几组换热介质，通常在列管式换热器中K 值从大到小正确的排列顺序应是（ ）。 A 、②>④>③>①；B 、③>④>②>①；C 、③>②>①>④；D 、②>③>④>①； 冷流体 热流体 ① 水 气 体 ②水沸腾 水蒸气冷凝 ③ 水 水 ④ 水 轻油 答案：D 7、为了在某固定空间造成充分的自然对流，有下面两种说法： ①加热器应置于该空间的上部；②冷凝器应置于该空间的下部； 正确的结论应该是（ ）。 A 、这两种说法都对； C 、第一种说法对，第二种说法错； B 、这两种说法都不对； D 、第二种说法对，第一种说法错；
工业传热过程机理与传热安全分析(正式版)
文件编号：TP-AR-L8703 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 工业传热过程机理与传 热安全分析(正式版)
工业传热过程机理与传热安全分析 (正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、传热过程机理分析 根据传热的机理的不同，热量传递有3种基本方 式：热传导、热对流、热辐射。传热可依靠其中一种 或几种方式进行。不管以何种方式传热，热量自发传 递的方向总是由高温处向低温处传递的。 热传导又称为导热，是由于物质的分子、原子或 电子的热运动或振动，使热量从物体的高温部分向低 温部分传递的过程。任何紧密接触的物体，不论其内 部有无质点的相对运动，只要存在温度差，就必然发 生热传导。可见热传导不但发生在固体中，而且也是
流体内的一种传热方式。气体、液体、固体的热传导不但发生在固体中，而且也是流体内的一种传热方式。气体、液体、固体的热传导进行的机理各不相同。在气体中，热传导是由不规则的分子热运动引起的；在大部分液体和不良导体的固体中，热传导是由分子或晶格的振动传递动量来实现的。因此，良好的导电体也是良好的导热体。热传导不能在真空中进行。 热对流是指流体中质点发生相对运动而引起的热量传递。热对流仅发生在流体中。由于引起流体质点相对运动的原因不同，对流又可分为强制对流和自然对流。由于外力(泵、风机、搅拌器等作用)而引起的质点运动，称为强制对流；由于流体内部各部分温度的不同而产生密度的差异，使流体质点发生相对运动，称为自然对流。在流体发生强制对流时，往往伴
工业传热过程机理与传热安全分析实用版
YF-ED-J3196 可按资料类型定义编号 工业传热过程机理与传热安全分析实用版 Management Of Personal, Equipment And Product Safety In Daily Work, So The Labor Process Can Be Carried Out Under Material Conditions And Work Order That Meet Safety Requirements. （示范文稿） 二零XX年XX月XX日
工业传热过程机理与传热安全分 析实用版 提示：该安全管理文档适合使用于日常工作中人身安全、设备和产品安全，以及交通运输安全等方面的管理，使劳动过程在符合安全要求的物质条件和工作秩序下进行，防止伤亡事故、设备事故及各种灾害的发生。下载后可以对文件进行定制修改，请根据实际需要调整使用。 一、传热过程机理分析 根据传热的机理的不同，热量传递有3种 基本方式：热传导、热对流、热辐射。传热可 依靠其中一种或几种方式进行。不管以何种方 式传热，热量自发传递的方向总是由高温处向 低温处传递的。 热传导又称为导热，是由于物质的分子、 原子或电子的热运动或振动，使热量从物体的 高温部分向低温部分传递的过程。任何紧密接 触的物体，不论其内部有无质点的相对运动，
只要存在温度差，就必然发生热传导。可见热传导不但发生在固体中，而且也是流体内的一种传热方式。气体、液体、固体的热传导不但发生在固体中，而且也是流体内的一种传热方式。气体、液体、固体的热传导进行的机理各不相同。在气体中，热传导是由不规则的分子热运动引起的；在大部分液体和不良导体的固体中，热传导是由分子或晶格的振动传递动量来实现的。因此，良好的导电体也是良好的导热体。热传导不能在真空中进行。 热对流是指流体中质点发生相对运动而引起的热量传递。热对流仅发生在流体中。由于引起流体质点相对运动的原因不同，对流又可分为强制对流和自然对流。由于外力(泵、风机、搅拌器等作用)而引起的质点运动，称为强
化工原理--传热习题及答案
传热习题及答案 一、选择题： 1、关于传热系数K 下述说法中错误的是（ ）C A 、传热过程中总传热系数K 实际是个平均值； B 、总传热系数K 随着所取的传热面不同而异； C 、总传热系数K 可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体 的物性无关； D 、要提高K 值，应从降低最大热阻着手； 2、在确定换热介质的流程时，通常走管程的有（ ），走壳程 的有（ ）。Ａ、Ｃ、Ｄ；Ｂ、Ｅ、Ｆ Ａ、高压流体； Ｂ、蒸汽； Ｃ、易结垢的流 体； Ｄ、腐蚀性流体； Ｅ、粘度大的流体； Ｆ、被冷却的流 体； 3、影响对流传热系数的因素有( )。A 、B 、C 、D 、E A 、产生对流的原因； B 、流体的流动状况； C 、流体的物性； D 、 流体有无相变；E 、壁面的几何因素； 4、某套管换热器，管间用饱和水蒸气将湍流流动的空气加热 至指定温度，若需进一步提高空气出口温度，拟将加热管管径 增加一倍（管长、流动状态及其他条件均不变），你认为此措 施是：A A 、不可行的； B 、可行的； C 、可能行，也可能不行； D 、视具 体情况而定； 解：原因是：流量不变 2d u =常数 当管径增大时，a. 2/u l d ∝，0.80.2 1.8/1/u d d α∝= b. d 增大时，α增大，d α∝ 综合以上结果， 1.81/A d α∝，管径增加，A α下降 根据()21p mc t t KA -=m Δt 对于该系统K α≈∴ 21 12ln m t t KA t A T t T t α-?≈-- 即 12 1 ln p mc A T t T t α=-- ∵A α↓ 则12ln T t T t -↓-∴2t ↓
工业传热过程机理与传热安全分析
工业传热过程机理与传热安全分析一、传热过程机理分析 根据传热的机理的不同，热量传递有3种基本方式：热传导、 热对流、热辐射。传热可依靠其中一种或几种方式进行。不管以何 种方式传热，热量自发传递的方向总是由高温处向低温处传递的。 热传导又称为导热，是由于物质的分子、原子或电子的热运动 或振动，使热量从物体的高温部分向低温部分传递的过程。任何紧 密接触的物体，不论其内部有无质点的相对运动，只要存在温度差，就必然发生热传导。可见热传导不但发生在固体中，而且也是流体 内的一种传热方式。气体、液体、固体的热传导不但发生在固体中，而且也是流体内的一种传热方式。气体、液体、固体的热传导进行 的机理各不相同。在气体中，热传导是由不规则的分子热运动引起的；在大部分液体和不良导体的固体中，热传导是由分子或晶格的 振动传递动量来实现的。因此，良好的导电体也是良好的导热体。 热传导不能在真空中进行。 热对流是指流体中质点发生相对运动而引起的热量传递。热对 流仅发生在流体中。由于引起流体质点相对运动的原因不同，对流 又可分为强制对流和自然对流。由于外力(泵、风机、搅拌器等作用)而引起的质点运动，称为强制对流；由于流体内部各部分温度的不 同而产生密度的差异，使流体质点发生相对运动，称为自然对流。
在流体发生强制对流时，往往伴随着自然对流。但一般强制对流的强度比自然对流强度大得多。 流体中发生对流传热时，导热是不能避免的，通常把流体与固体壁面间的热量传递称之为对流传热(或给热)。 因热的原因物体发出辐射能的过程，称为热辐射。它是一种通过电磁波传递能量的方法。具体地说，物体将热能转变成辐射能，以电磁波的形式在空气中进行传送，当遇到另一个能吸收辐射能的物体时，即被其部分或全部吸收，并转变为热能。辐射传热就是不同物体间相互辐射和吸收能量的总结果。可知，辐射传热不仅是能量传递，同时还伴有能量形式的转换。热辐射不需要任何媒介，换言之，可以在真空中传播，这是热辐射不同于其他传热方式的另一特点。应予指出，只有物体温度较高时，辐射传热才能成为主要的传热方式。 实际上，传热过程往往不是以某种传热方式单独出现，而是以两种或三种传热方式的组合。例如生产中普遍使用的间壁式换热器中的传热，主要是以热对流和热传导相结合的方式进行的。下面将结合实际生产情况对传导传热、对流传热和辐射传热分别介绍。 化工生产中的热交换通常发生在两流体之间。在换热过程中，温度较高放出热量的流体称为热流体，温度较低吸收热量的流体称为冷流体。同时，根据换热目的的不同，热流体(或冷流体)又有其他的名称。若换热的目的是为了将冷流体加热，此时热流体称为加