传热传质学第1章45学时
考研化工备考传热传质的重点知识点
考研化工备考传热传质的重点知识点传热传质作为化工工程中的重要内容，是考研化工专业备考的重点之一。
在传热传质领域的复习过程中，需要掌握一些重要的知识点。
本文将从传热传质的基本概念、传热传质的机理和传热传质的应用等方面进行论述。
一、传热传质的基本概念传热传质是研究物体之间热量和物质的交换过程的一门学科。
传热一般包括传导、对流和辐射三种方式。
传质则是物质分子在相互接触的媒介中传递的过程。
在传热传质的过程中，需要考虑各种因素的影响，如温度差、物质浓度差、流速等。
二、传热传质的机理1.传导传导是指热量在物质中由高温处传递到低温处的过程。
传导的机理主要是通过物质中的分子间相互碰撞而实现的。
在传导中，我们需要了解热导率、导热方程等相关知识。
2.对流对流是指流体中的热量传递过程。
在对流传热中，热量通过流体的流动而传递。
对流分为自然对流和强制对流两种形式，需要理解对流传热的表达式以及相关参数的计算方法。
3.辐射辐射是指物体通过电磁波辐射传递热量的过程，无需介质的参与。
辐射传热是热量通过辐射在真空或透明介质中传递的。
辐射传热需要了解电磁波辐射的特性、辐射传热的计算方法等相关知识。
三、传热传质的应用传热传质在化工工程中有着广泛的应用。
下面列举一些常见的应用场景：1.换热器换热器是化工设备中常见的传热传质设备，主要用于实现不同物质之间的热量交换。
在备考过程中，需要掌握换热器的分类、换热器设计的基本原理以及换热器的性能计算方法。
2.蒸馏塔蒸馏塔是化工生产中用于分离液体混合物的设备，利用液体的汽化和冷凝过程实现组分的分离。
在蒸馏塔的设计和操作过程中，传热传质是必不可少的环节，需要理解传热传质对蒸馏过程的影响。
3.反应器反应器是化工过程中用于催化或热力学反应的设备。
在反应器的设计中，需要考虑传热传质对反应速率和选择性的影响。
因此，传热传质的知识对反应器的设计和优化具有重要意义。
4.干燥设备干燥是化工生产中常见的操作之一，用于去除物料中的水分。
传热传质学第5章45学时相变换热
过热蒸汽：计算公式中的汽化潜热改为过热蒸汽与饱 和液体的焓差
液膜过冷度：用r’代替公式中的r。r' r 0.68ts tw
管排的影响 将特征尺度d换成nd 。
膜状凝结换热的强化
第五章 凝结与沸腾换热 (Condensation and Boiling Heat Transfer)
§5.4 沸腾换热
一、大容积沸腾
2、气泡的最小半径 核态沸腾温差较小，换热强烈，工业上一般都设计在这
个范围。核态沸腾区，气泡的扰动对换热起重要作用。气泡 的形成与脱落取决于微观特性和与过程有关的状态参数。气 泡的微观过程包括：
气泡的临界半径——气泡生成瞬间的最小半径 气泡的增长速度
气泡的脱离直径 气泡的脱离频率
第五章 凝结与沸腾换热 (Condensation and Boiling Heat Transfer)
§5.1凝结换热现象
润湿性——液体从固体表面推开气体的现象
液cosθ 固液 固汽
液 cos 固汽 固液
液
固、汽
固、液
当θ<90o，液体润湿固体表面
当θ>90o，液体不润湿固体表面 当θ=0o，液体完全润湿固体表面；
只要求出某一段距离的平均液膜厚度， 凝结与沸腾换热
(Condensation and Boiling Heat Transfer)
§5.2膜状凝结换热分析解及实验关联式
四、纯净蒸汽在静止空间内的凝结换热(求表面传热系数h)
如何求液膜厚度的，见课本 1
4LL t
g
s
2 L
化工流体流动与传热0102学时.ppt
能源 环境 生物 制药 材料 冶金 信息
合成氨生产工艺装置
炼油生产工艺装置
一、化学工业与化工过程
2.化工过程
不同化工产品生产中所使用的各种化学和物 理过程。
输送 沉降
物理 过程
过滤 搅拌 换热 蒸发 吸收 蒸馏
单元 操作
萃取 干燥
结晶 吸附
二、单元操作的特点与分类
1.单元操作特点 单元操作特点
6
第三章 颗粒与流体之间 8
的相对运动
第四章 液体搅拌
2
第五章 传热过程基础
9
第六章 换热器
5
第七章 蒸发
2
总学时 56 授课 52 课堂讨论 2 期中考试 2
教学安排
二、教师安排 授课教师 贾绍义
助课教师 吴松海
三、作业安排 （1）每周二课后收、发作业 （2）题目有三种类型：思考题、作业题、综
合练习题。思考题课后复习思考不上交；作业题 必须独立完成上交；综合练习题分组讨论后在课 内研讨。
社, 2005 (2) W. L. McCabe, J. C. Smith. Unit Operations of
Chemical Engineering, 6th ed. New York: McGraw. Hill Inc., 2001
八、网络课程辅助教学 《化工原理及实验》网络课程
网址：202.113.7.181
一、流体密度的概念
定 义 单位体积流体具有的质量。
符号
质量浓度
单 位 kg /m3
m 定义式 ρ lim
V 0 V
本教 材 附录
获取途径 （1）由物化手册或有关资料中查得；
（2）由实验测定。
一、流体密度的概念
[交通运输]传热传质学第6章—45学时
![[交通运输]传热传质学第6章—45学时](https://img.taocdn.com/s3/m/fb2e84a5172ded630a1cb632.png)
6.1辐射的基本概念
单 色
Rayleigh-Jeans公式
辐
射
强
度
l
6.2黑体辐射的基本定律
基本定义
辐射力Eb ——单位时间、单位表面积向半球空间所有方向上发 射的全部波长的辐射能的总量。W m2
Eb 0Ebldl
单色辐射力 Ebl ——单位时间、单位表面积，在某一特定波长
(光谱辐射力)
下单位波长间隔向半球空间所有方向上
lT
1
C1 3.742 1016 W m2
C2 1.4388 102 W K2
6.2黑体辐射的基本定律
黑体辐射的基本定律
二、维恩(位移)定律
给出了单色(光谱)辐射力为最大值时的波长与温度的关系 lmaxT 2.898103 （m K）
三、斯第芬-波尔兹曼定律
给出了黑体辐射力与温度的关系
1896年Wien位移定律。
19世纪末L.Rayleigh-J.H.Jeans公式。
1900年M.Planck定律。
GLEAeunJuILWrdOgtsmM1oawlt1Sia8rrlla8yaEinhdi465gna3xFde482yn5RpBlPmS--haop11lpTyapyl89hWhtEsnlh90241zyeiycFmy36879csiskgAeiisiscanihctNcinisisntstt
定向辐射强度L与辐射力Eb之间的关系为：
Eb
2
dΦ
dA
L 2
cosd
L
6.3 两无限大黑体平板间的辐射换热
T 1 T 2
q
Φ A
T14
T24
T12 T22 T1 T2 T1 T2
与温度的 4 次方之差成正比，在温差一定时温度的绝对
教案化工原理传热与传质计算
教案化工原理传热与传质计算教案：化工原理传热与传质计算前言化工工程领域中，传热与传质计算是至关重要的一部分。
准确计算传热和传质过程可以帮助我们设计高效的化工设备和工艺流程。
本教案旨在介绍一些基本的传热与传质计算理论和方法，并通过例题进行实际应用。
一、传热计算传热是指物体之间由于温度差异而发生的热量传递过程。
在化工工程中，我们通常需要计算传热速率和传热系数等参数。
A. 热传导热传导是一种通过物质内部分子间相互碰撞传递热量的方式。
根据傅立叶热传导定律，热传导速率（q）与温度梯度（dT/dX）成正比，与传热介质的导热系数（λ）成反比。
其数学表达式为：q = -λ * (dT/dX)B. 对流传热对流传热是指通过流体介质（如气体或液体）中的对流现象进行热量传递。
常见的对流传热计算公式为：q = h * A * (T1 - T2)其中，q为传热速率，h为对流传热系数，A为传热面积，T1和T2为温度差。
C. 辐射传热辐射传热是指通过电磁波辐射传递热量的过程。
根据斯特凡-玻尔兹曼定律，辐射传热速率与传热体表面的辐射率、温度差以及传热面积之间成正比。
其计算公式为：q = ε * σ * A * (T1^4 - T2^4)其中，q为传热速率，ε为辐射率，σ为斯特凡-玻尔兹曼常数，A为传热面积，T1和T2为温度差。
二、传质计算传质是指物质之间由于浓度差异而发生的物质传递过程。
在化工工程中，我们常常需要计算传质速率和传质系数等参数。
A. 传质速率传质速率可以通过菲克定律来计算。
菲克定律表明，传质速率（N）与物质浓度梯度（dC/dX）成正比，与传质介质的传质系数（D）成反比。
其数学表达式为：N = -D * (dC/dX)B. 质量传输系数质量传输系数是衡量传质能力的重要参数。
对于液体和气体传质，我们可以使用对应的传质系数模型进行计算，如夏姆夸克方程和莫尔塔方程等。
三、例题分析现在我们通过一个例题来应用所学的传热与传质计算方法。
第1章 绪论(4学时)
Classes of Separation Operation
1.2 别离过程的研究和技术开发
Study on Separation Process and Development
第17页，共138页。
主要内容与要求：
了解别离操作在化工生产 中的重要性，别离过程的分
类。
了解化工别离过程的研 发现状和开展趋势。
in composition.(将混合物转变成组成 不同的两种或更多种产品的过程)
第29页，共138页。
Analytical Separations • small scale • quantitative analysis
Preparative Separations • small scale • materials for R&D
第21页，共138页。
What is Separation?
借助一定的别离剂，实现混合物中的组分分级 〔Fractionalization〕、浓缩〔Concentration〕、 富集〔Enrichment〕、纯化〔Purification〕、精 制〔Refining〕与隔离〔Isolation〕等的过程称 为别离过程。
Separation Process(别离过程)
The separation process may be defined as those operations which transform a mixture of substances into two or more products which differ from one another
第6页，共138页。
References---Journals
传热传质学概念汇总
《传热传质学》概念汇总第一章绪论1.传热学：研究热量传递规律的科学。
2.热量传递的基本方式：导热、对流、辐射。
3.热传导：物体的各部分之间不发生相对位移，依靠微观粒子的热运动产生的热量传递现象。
4.纯粹的导热只能发生在不透明的固体之中。
5.热流密度：单位时间内通过单位面积的热流量（W/m2）。
6.常温下导热系数（W/m℃）：银：427；纯铜：398；纯铝：236；普通钢：30~50；水：；空气：；保温材料：；水垢：1~3；烟垢：~7.热对流：由于流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递现象。
8. 热对流只发生在流体之中，并伴随有导热现象。
9.自然对流：由于流体密度差引起的相对运动。
10. 强制对流：由于机械作用或其它压差作用引起的相对运动。
11. 对流换热：流体流过固体壁面时，由于对流和导热的联合作用，使流体与固体壁面间产生热量传递的过程。
12. 辐射：物体通过电磁波传播能量的方式。
13. 热辐射：由于热的原因，物体的内能转变成电磁波的能量而进行的辐射过程。
14. 辐射换热：不直接接触的物体之间，由于各自辐射与吸收的综合结果所产生的热量传递现象。
15. 传热过程：热流体通过固体壁面将热量传给另一侧冷流体的过程。
16. 传热系数：表征传热过程强烈程度的标尺，数值上等于冷热流体温差1℃时，单位面积上的热流量（W/m 2℃）。
17. 单位面积上的传热热阻：kR K 118. 单位面积上的导热热阻：λδλ=R 19. 单位面积上的对流换热热阻：h R 1=α 20. 对比串联热阻大小可以找到强化传热的主要环节。
21. 单位：物理量的度量标尺。
22. 基本单位：基本物理量的单位。
23. 导出单位：由物理含义导出，以基本单位组成的单位。
24. 单位制：基本单位与导出单位的总和。
25. 常用单位换算： Wh kcal kJ kcal N kgf Pa atm 163.1/1;1868.4180665.91;1013251==== 第二章 导热基本定律及稳态导热26. 温度场：物体中温度分布的总称。
传热学教学大纲
传热学课程教学大纲、基本情况(5) 了解导热问题数值解法的指导思想，掌握有限差分法的基本原理、节点温度差分方程的建立方法、节点温度差分方程组的求解方法及非稳态导热问题的数值解法。
(6) 掌握对流换热的基本计算公式：牛顿冷却公式，了解对流换热的影响因素及流换热的求解方法。
(7) 掌握对流换热的数学描述、边界层理论的主要内容及其对求解对流换热问题的作用与边界层微分方程，了解外掠平板层流换热分析求解方法，掌握对流换热特征数表达式及其物理意义。
(8) 掌握相似原理的主要内容及相似原理指导下的实验研究方法、会利用有关实验关联式计算单相流体内部流动及外部流动强迫对流换热，掌握自然对流换热的特点、数学描述，会利用有关实验关联式计算自然对流换热冋题。
(9) 了解凝结换热现象的特点，掌握膜状凝结换热的分析求解方法，了解影响膜状凝结换热的主要因素，会利用有关实验关联式计算凝结换热问题；了解沸腾换热现象的特点、沸腾换热的机理及影响沸腾换热的主要因素，会利用有关实验关联式计算沸腾换热问题。
(10) 掌握热辐射的基本概念、黑体辐射的基本定律、实际物体的辐射特性及基尔霍夫定律。
(11) 掌握角系数的定义及计算方法，掌握黑体和灰体表面组成的封闭空腔内辐射换热的计算方法，辐射换热的强化与削弱方法。
(12) 了解体辐射的特点、气体与包壳间辐射换热的计算方法、太阳辐射的特点。
(13) 掌握肋壁传热的计算方法，了解传热的强化与削弱方法。
(14) 了解换热器的类型与构造，掌握换热器热计算的对数平均温差法和效能-传热单元数法。
(15) 通过自学与调研熟悉了解有关太阳能利用、热管工作原理及其应用、传质过程以及传热学在现代科学技术领域中的应用等几个传热学专题七、教学日历（授课内容详细至二级标题，实验课、讨论课写出题目或主题）八、实验：4个实验（1）圆球法测量材料导热系数实验；（2）非稳态平面热源法测量材料的导热系数与导温系数实验;（3）强制对流换热与自然对流换热实验；（4）固体表面黑度的测量实验。
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1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
理论分析 实验研究 数值计算
18
1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
理论分析
控制方程：导热微分方程
t
a
2t x2
0 x
初始条件：
0 , t x, t 0 , 0 x 边 界 条 件 ： x 0 , t x, 0
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
13
1.4 本课程的要求 (Requirements)？
要求
通过 a 对传热机理的学习 b 传热关系式的推导 c 传热速率的计算
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
22
1.5 传热学的基本内容(Contents)
热量传递的三种基本形式
3There are three basic ways
过程有较为深刻的理解。
学会传热学分析和解决实际问题的思路和方法，
培养综合分析问题的能力和创造性的思维能力 。
加强工程实际训练，理论与实践相结合,培养工程
分析能力和灵活应用经验公式、计算图表的能力。
12
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
6
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
研究传热的应用 造纸 食品 化工
纺织
能源 电子
建筑 机械 交通
15
1.4 本课程的要求 (Requirements)？
参考书
1、杨世铭、陶文铨编著，传热学，第三版， 高等教育出版社。
2、曹玉璋 编， 传热学，北京航空航天大学出版社。
3、John H. Lienhard IV/John H. Lienhard V, A Heat Transfer Textbook, 3rd Edition /lienhard/www/ahtt.html
医疗
空气调节
传热学 (Heat Transfer)
航空航天
7
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
传热学是能源、动力、化工、航空航天、机械、 电子、土木等学科的技术基础课。
传热学与工程热力学、流体力学和燃烧学是动力 工程及工程热物理学科的主要技术基础课。
8
1.2 为什么要学习传热学(Why)？
工程传热问题可分为两种类型
传热传质学
Heat and Mass Transfer
传热学课程建设小组
1
第一章 绪论
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
达到 a 掌握热量传递规律的基本知识 b 具备分析工程传热问题的基本能力 c 掌握计算工程传热问题的基本方法
14
1.4 本课程的要求 (Requirements)？
要求
一部分同学能够在 国民经济主战场及国防 建设上学以致用，解决 工程实际问题。
一部分同学在本课程的 基础上能继续向本学科的未 知领域进军。
4
1.1 传热学研究的对象(Object) ？
自然界温差无处不在、无处不有。
传热学——研究由温差引起热量转 移规律的科学。
工程热力学研究的是最终状态、不 涉及速率和设备尺寸；而传热学引 入了时间和设备尺寸。
5
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
10
1.3 如何学好传热学(How)？
传热学课程的特点：
理论严谨、工程性很强。 专业基础课。 是联系基础课与专业课的纽带。 能量守恒定律是贯穿全书的主线。
11
1.3 如何学好传热学(How)？
传热学课程的学习方法：
抓住主线，注意各内容是如何围绕主线展开的。 重视基本概念和基本理论, 做到对所研究的物理
16
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
3
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？
x
x
,
-
t x,
x
t x
,
t
f
19
1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
实验研究
20
1.4 传热学的研究方法 (Research methods)？
数值计算
21
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
that heat may be transferred between substances at different temperatures conduction, convection, and radiation.
a 计算传热量
b 确定温度场
9
传热学
传热学的历史、发展方向 (History and Trends)？ 传热学的基本内容(Contents)？
传热学的研究方法 (Research methods)？
本课程的要求 (Requirements)？ 如何学好传热学(How)？ 为什么要学习传热学(Why)？ 传热学研究的对象(Object)？