工程传热传质学(下册)PPT模板
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第四章 传热化工原理课件(包含所有考点)
r1 r0
t1
热传导热阻
令 dQ 0 dr0
对流传热热阻
t 2 tf
dQ 当r0 时， 0 dr0 故 Q 有极大值 dQ 当r0 时， 0 dr0 只有 r 时 ，增加保温层的厚度 0
才能使热损失减少
则 r0 ------临界半径 rc
15
4.2 热传导
假设：层与层之间接触良好，两个接触表面具有相 同的温度。
特点：通过每一层的 常数或q 常数 Q 推动力 热阻 三层平壁的热传导速率 方程式： Q qS t 2 t3 t3 t 4 t1 t 2 Q b1 λ1S b2 λ2 S b3 λ3 S t1 t 4
空气自 然对流 5~25 气体强 制对流 20~100 水自然 对流 20~1000 水强制对流 水蒸汽冷凝 有机蒸汽 冷凝 1000~15000 5000~15000 500~2000 水沸腾
2500~25000
24
4.3 对流传热概述
5、保温层的临界厚度
t1 t f 总推动力 Q ln r0 r1 1 总热阻 2L 2Lr0
Q
rc
r0
25
4.3 对流传热概述
6、对流传热机理
对流传热的温度分布情况图
26
4.3 对流传热概述
（一） 对流传热分析 1) 对流传热是借流体质点的移动和混合而完成的， 它和流体的流动状况密切相关。
2) 流体层流内层中的传热：流体流动过程中，由于 有层流内层的存在，在层流内层中流体是分层流动 的，相邻层间没有流体的宏观流动，因此在垂直于 流体流动方向上不存在热对流，该方向上的传热仅 为热传导，由于流体的导热系数较低，故该层的热 阻较大，即温度梯度较大。
t1
热传导热阻
令 dQ 0 dr0
对流传热热阻
t 2 tf
dQ 当r0 时， 0 dr0 故 Q 有极大值 dQ 当r0 时， 0 dr0 只有 r 时 ，增加保温层的厚度 0
才能使热损失减少
则 r0 ------临界半径 rc
15
4.2 热传导
假设：层与层之间接触良好，两个接触表面具有相 同的温度。
特点：通过每一层的 常数或q 常数 Q 推动力 热阻 三层平壁的热传导速率 方程式： Q qS t 2 t3 t3 t 4 t1 t 2 Q b1 λ1S b2 λ2 S b3 λ3 S t1 t 4
空气自 然对流 5~25 气体强 制对流 20~100 水自然 对流 20~1000 水强制对流 水蒸汽冷凝 有机蒸汽 冷凝 1000~15000 5000~15000 500~2000 水沸腾
2500~25000
24
4.3 对流传热概述
5、保温层的临界厚度
t1 t f 总推动力 Q ln r0 r1 1 总热阻 2L 2Lr0
Q
rc
r0
25
4.3 对流传热概述
6、对流传热机理
对流传热的温度分布情况图
26
4.3 对流传热概述
（一） 对流传热分析 1) 对流传热是借流体质点的移动和混合而完成的， 它和流体的流动状况密切相关。
2) 流体层流内层中的传热：流体流动过程中，由于 有层流内层的存在，在层流内层中流体是分层流动 的，相邻层间没有流体的宏观流动，因此在垂直于 流体流动方向上不存在热对流，该方向上的传热仅 为热传导，由于流体的导热系数较低，故该层的热 阻较大，即温度梯度较大。
第二章传热PPT课件
.
14
例：内径为25.4mm，外径为50.8mm的不锈钢管，其热 导率为21.63w/(m.k).外包厚度为25.4mm的石棉保温层， 其热导率为0.2423w/(m.k).管的内壁面温度为538℃，保 温层的外表面温度为37.8℃,计算钢管单位长度的热损失 及管壁与保温层分界面的温度。
解：r已 10.知 02/524 0.01m 2r72,0.05/028 0.02m 54, r3 r2b0.02 504 .025 04.05m 0λ 8121.6W 3 /(K m), λ 20.24W 23/(K m); T1538CT,337.8C。
H/V0.72 /1.5 13 L/d00.72 /1.5 13 2/0.01 5 /41.61
H1.61 V1.6 1 53 8 80 6w 6/m 22k
W1 s.6 1 0.010 5 .02k4/g .s2
33
2.2.8 沸腾传热
液体与温度高于其 饱和温度的壁面接 触被加热汽化、并 产生气泡的过程称 为液体沸腾或沸腾 传热。
2
定性尺寸： di 0.02m
（2）查取定性温度下的物性。
9 9.75k g/m3,8 0 .1 21 05p as,
Cp 4.17k4J/(kgk),
0.617 w/1(mk)
.
30
（3）计算水的对流传热系数
L 3 15060 di 0.02
Re
diu
0.021995.7 80.12105
2.49104
（1）单位管长的热损失Q/L
Q /L 2 π1( T T 3) 2 3.1 4 3.8 (7 )53 8 1 0W 86 1ln r21ln r3 1ln 0.0 215l4 n 0.0508
第4章传热-PPT精品
列管式换热器
2、间壁式换热和间壁式换热器
主要特点：冷热两种流体被一固体间壁所隔开， 在换热过程中，两种流体互不接触，热量由热流 体通过间壁传给冷流体。
设备：列管式换热器、套管式换热器。 适用范围：不许直接混合的两种流体间的热交换。
2、间壁式换热和间壁式换热器
冷、热流体通过间壁两侧的传热过程包括以下三个步骤： （1）热流体以对流方式将热量传递给管壁； （2）热量以热传导方式由管壁的一侧传递至另一侧； （3）传递至另一侧的热量又以对流方式传递给冷流体。
三、平壁的稳态热传导
1、单层平壁热传导
由傅立叶定律：
Q A dt
dx
Q
分离变量后积分，可得导热速率方程为：
t1
Q b A(t1 t2)
t2
Q
(t1
t2) b
t R
传热推 热阻
动
力
b
A
上式也可写为：
Q
q
A
b(t1
t2)
式中q为单位面积的导热速率，称为热流密度，单位为W/m2。
适用范围：使用不多，常用于高温气体热量的回 收或冷却。
四、 稳态传热和非稳态传热
稳态传热：传热系统中各点的温度仅随位置的变化而变化， 不随时间变化而变化。 特点：在同一热流方向上的传热速率为常量。
非稳态传热：传热系统中各点的温度不仅随位置不同而不 同，而且随时间发生变化。 连续生产过程中所进行的传热多为稳态传热。 在间歇操作的换热设备中或连续操作的换热设备处于开、 停车阶段以及改变操作条件时所进行的传热，都属于非稳 态传热。
2、多层平壁的热传导
在稳定传热时，通过串联平壁的导热速率
都是相等的。
工程热力学幻灯片(绪、1、2章)(上课)
B
Pg
H
压力的测量示意图
环境压力与标准大气压：环境压力指压力 表所处环境的压力(当地大气压力)
标准大气压 1atm=760mmHg 注意：当地大气压随时间、地点变化。一般认 36 为等于标准大气压（当h变化不大）。
3、比容和密度
pg
p
正压 大气压力B
都是描述系统内 工质稀密程度的宏观 物理量
H
B
处于平衡状态的系统有一种保持平衡 的趋势；对于不平衡的系统有一种达到平 衡的趋势。
41
平衡与稳定
稳定：参数不随时间变化
铜棒：稳定但存在不平衡势差，它的稳 定是靠外界影响来维持的。去掉外界影 响，则状态变化，直 到温度均匀为止 稳定不一定平衡
绝热，不受外界温度影响
但平衡一定稳定
42
平衡与均匀
平衡：时间上
24
例如：
m W 4 Q 2
1 开口系 1+2 闭口系 1+2+3 绝热闭口系 1+2+3+4 孤立系
1
3
非孤立系＋相关外界 25 ＝孤立系
四、系统的内部状况（热力系统其它 分类方式）
均匀系
物理化学性质 非均匀系
单元系 其它分类方式 工质种类
多元系
单相
相态
多相
26
1、均匀系与非均匀系：系统内各部分的 化学成分和物理性质都均匀一致的系统， 称为均匀系。 2、单相系与复相系：由单一物相组成的 系统称为单相系。 3、单元系与多元系：由一种均匀的和化 学成分保持不变的物质组成的系统称为单 元系。（空气常可看作纯物质，属单元系 ）
凝 汽 器
给水泵
只交换功 既交换功 也交换热
传热导热传热导热教程PPT课件
z
t z
dxdydzd
在dτ时间内，微元体中内热源的发热量为：
【2】 qV dxdydzd
第33页/共63页
2.2 导 热
2、导热微分方程式
在dτ时间内，微元体中热力学能的增量为：
【3】= c t dxdydzd
代入上式整理简化得：
t
2t
c
x
2
2t y2
2t z 2
qV
c
或写成： t a2t qV
说明
在实际计算时，导热系数值常取物体两极端温度的算术平均值。即：
或： 4)气体的导热系数：表2-1
av
o
b t1
t2 2
av
o (1
t1
t2 2
)
大多数气体导热系数在0.0058～0.58w/m·℃,与气体的压力无关，随温度 的升高而增大。混合气体的导热系数不遵循加和法则，用实验测定。
第24页/共63页
第25页/共63页
2.2 导 热
1、导热的基本概念及定律
耐火、隔热和建筑材料的导热系数： 影响该类材料的导热系数的因素很多。有温度、材料的气孔率、湿度等，一般在 0.025～3.0w/m·℃。 温度升高，这类材料除镁砖外，其导热系数随之增大。工程上把λ<0.22W/m·℃的 材料称为绝热材料，它具有多孔结构。
2.2
1、导热的基本概念及定律
导热
温度场表示为
t f x, y, z,
上式的温度t不仅与坐标x、t、z有关，而且和时间t有关，即：
这样的温度场 分两种：
t 0
不稳定温度场
t 0 加热
冷却
t 0
第15页/共63页
2.2
传热和传质基本原理--传质理论 ppt课件
ppt课件
35
（5） 温度对扩散系数的影响
ppt课件
36
ppt课件
37
§3-6 流体和多孔介质中的扩散和扩散 系数
ppt课件
38
ppt课件
39
ppt课件
40
ppt课件
41
ppt课件
42
ppt课件
43
多孔介质中的弥散传质 The origin of dispersion（弥散）
Physically, a non-constant advecting velocity
D f x c ~ j x u ~ ij)f jku ~ iu ~jfu ~ kc ~f
(*)
(1 C r)c ~ u ~ jf u x i jf u ~ ju ~ if( c x jfjk u ~ k c ~ f) 0
ppt课件
48
Thus the last equation can be simplified as:
u j 0 x j
u ti xjuju i1 x p i xj
( u i uj) xj xi
c t xj
ujcxj
(Df xcj)
ppt课件
45
Volume-averaged macroscopic GEs
u j f 0 x j
uif t
xj
ujf
uif
1pf
f xi
microscopic equations reads the spatial deviation: u~ j 0 x j
D D u ~i t xj(u ~juif u ~iu ~j)1f x ~ pi xj( x u ~ij u ~ xij)
传热的基本原理和规律 ppt课件
5.1 传热过程概述
5.1.1 热传导及导热系数
5.1.2 对流
5.1.3 热辐射 5.1.4 冷热流体（接触）热交换方式及 换热器
传热的基本原理和规律
18
冷热流体（接触）热交换方式及换热器
一、直接接触式换热和混合式换热器 二、蓄热式换热和蓄热器 三、间壁式换热和间壁式换热器√
传热的基本原理和规律
接触热阻 因两个接触表面粗糙不平而产生的附加热阻。 接触热阻包括通过实际接触面的导热热阻和
通过空穴的导热热阻（高温时还有辐射传热）。 接触热阻与接触面材料、表面粗糙度及接触
面上压力等因素有关，可通过实验测定。
传热的基本原理和规律
33
二、多层平壁的一维稳态热传导
接触热 阻
图5-5 接触热阻的影响
传热的基本原理和规律
19
冷热流体（接触）热交换方式及换热器
动画22
图5-1 套管式换热器 1-内管 2-外管
传热的基本原理和规律
20
冷热流体（接触）热交换方式及换热器
图5-2 单程管壳式换热器
动画21 1-外壳,2-管束,3、4-接管,5-封头,6-管
板,7-挡板,8-泄水池
传热的基本原理和规律
21
冷热流体（接触）热交换方式及换热器
或
Qt1 t2 t2 t3 t3 t4
b1
b2
b3
1S 2S 3S
传热的基本原理和规律
31
二、多层平壁的一维稳态热传导
三层平壁稳态热传导速率方程
Q
t1 t4
b1 b2 b3
1S 2S 3S
对n层平壁，其传热速率方程可表示为
Q t1 tn 1
bi
iS
四章传热ppt课件
才1/2成0/20为20 最主要的传热方式。
9
三、工业换热器
1、混合式换热器
冷水
特点：是依靠热流体和冷流体直
接接触和混合过程实现的。
优点：传热速度快、效率高，设 备简单，是工业换热器的首选类 型。
典型设备：如凉水塔、喷洒式冷 却塔、混合式冷凝器
废蒸气
适用范围：无价值的蒸气冷凝，
热水
或其冷凝液不要求是纯粹的物料
第四章 传热 ( Heat transfer )
本章学习要求：
1、掌握内容 传热基本方式、工业换热方式及适用范围；传热基本方程式及 其相关参数的计算方法；热量衡算及其应用；传热系数计算及 测定方法，设计计算与校核计算；强化传热的方法与途径。 2、理解内容 热负荷与传热速率间的关系，传热机理、传热膜概念，列管换 热器的选型方法。 3、了解内容 工业换热器的类型、结构、操作原理。
1、单层圆筒壁导热
• 化工生产中的导热问题大多是圆筒壁中的导 热问题。它与平壁导热的不同之处在于：
• 温度随半径而变；此时傅立叶定律应改写为
Q A dt
dr
• 圆筒壁的导热面积随半径而变，A＝2πrL。
1/20/2020
31
• 如图所示，由傅立叶定 律有：
Q (2 rL) dt
dr
1/20/2020
32
• 将上式分离变量，并根据边界条件积分。即：
• 积分得：
Q r2 dr 2L t2 dt
r r1
t1
Q 2 L(t1 t2 ) t1 t2 t
ln r2
ln(r2 r1) R
• •
式中
R ln(r2 r1)
2 L
r1
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1．平面的分 子扩散传质
3．非稳态的 分子扩散传 质
第十四章传 质
§14-3等温下的对流扩散传 质
1．传质微 分方程
3．等温下受 迫湍流时的 对流传质
2．等温下受 迫层流时的 对流传质
4．等温质扩 散引起的自 然对流
第十四章传质
§14-5有传热耦合时的传质
1．水和恒温空气 平衡时的对流加湿
2
2．空气与恒温水 的对流增湿
2 2．渗透系 数
4．导热系
4 数和折合 热扩散系 数
第十二章多孔 介质的传热
§12-3多孔介质中的自然对 流
1．外热流引起封 闭空间内多孔介质
中的自然对流
01
02
2．内热源引起封 闭空间内多孔介质
的自然对流
第十二章多孔介质的传热
§12-4多孔介质中的受迫对流
1．流体在床层中沿横平板受迫层 流时的传热
a
1．横向绕 流圆柱体 或圆管时
的放热
b
2．有棱边 的非圆形 柱体的绕
流放热
c
3．流体绕 圆球流动
的放热
d
4．横向流 过管簇时
的放热
05 第十章相变传热
第十章相 变传热
0 1
§10-1物质的 相态变化
0 4
§10-4流动沸 腾
0 2
§10-2凝结
0 5
§10-5液滴蒸 发与喷雾冷却
0 3
§10-3池内沸 腾
2
§12-3多孔介质中的自然
3
对流
§12-4多孔介质中的受迫
对流
4
§12-5毛细压力和滞后现
5
象
§12-6多孔介质中的沸腾
与凝结
6
第十二章多孔介质 的传热
§12-7含湿多孔介质的冻结和融 化
第十二章多孔 介质的传热
§12-1多孔介质的宏观性质
1 1．孔隙率 3 3．含湿饱
和度
5 5．热湿迁 移性质
5．液体过冷度对池内 沸腾的影响
2．池内沸腾的沸腾曲 线
4．池内饱和膜沸腾与 最小极限热流负荷
第十章相变传 热
§10-4流动沸腾
1．受热时
1 通道中的 流型变化
3 3．流动饱 和核沸腾
5 5．流动膜 沸腾
2．过冷液
2 流的始沸 与过冷沸 腾
4．高干度
4 的流动沸 腾与临界 现象
06 第十一章换热器
§14-6自然 环境中的传
热传质
§14-4相际 传质
§14-5有传 热耦合时的
传质
§14-1费克 定律与质扩
散系数
§14-2等温 下的分子扩
散传质
§14-3等温 下的对流扩
散传质
第十四章传质
§14-7有化学变化 时的传热传质
第十四章传 质
§14-2等温下的分子扩散传 质
2．变截面积 的分子扩散 传质
1．竖
a
圆柱
2．斜平
b
板和横平
板
3．横
c
圆柱
d 4．球
5．简
e
要概括
第八章流体自由 运动时的放热
§8-4有限空间的自然对 流
a
1．竖通道（槽） 内表面的自然对流
2．封闭空间夹 层
b
第九章单相流体受迫运动时
04 的放热
第九章单相流体受迫运动时的 放热
§9-1流体流过管道时的放热过程 §9-2管内受迫层流时的放热 §9-3管内受迫湍流时的放热 §9-4横向绕流时的放热 §9-5冲击喷注
第十一章换热器
§11-1换热器基本类型的概述 §11-2换热器基本设计和选用的 热计算 §11-3换热器传热的平均温差 §11-4换热器的有效度和传热单 元数 §11-5回热器
07 第十二章多孔介质的传热
第十二章多孔介质的传热
§12-1多孔介质的宏观性
1
质
§12-2多孔介质中对流换
热的渗流分析模式
0 6
§10-6凝固和 熔化
第十章相变传热
§10-2凝结
1．膜层凝结与滴状 凝结
1
6．液滴表面上的蒸 气凝结
6
5．滴状凝结
5
2
2．竖表面的膜层凝 结放热
3．圆柱体和其它形
3
状与不同方位的固体
表面上膜层凝结放热
4
4．管内凝结
第十章相变传热
§10-3池内沸腾
1．液体的沸腾
3．池内核沸腾与最大 热流负荷
§8-6自由运动和受迫 运动的混合对流换热
第八章流体自由 运动时的放热
§8-1自然对流的相似准 数
1．自然对流 的特点
2．基本方程
3．相似分析
第八章流体自由 运动时的放热
§8-2竖平板的无界自然对 流
1．精确 解
2．边界 层近似分
析解
3．式准 数间的经
验
第八章流体自由运动时的放热
§8-3无限空间的自然对流
第十五章传热学个别专门领域的介绍
§15-1低温传热
0 1 1．低温导热与热绝缘
02
2．导热的波动学说及其实用进 展
0 3 3．界面现象（相际传热传质）与 “卡皮查”热阻
0 4 4．临临界状态区的对流换热
0 5 5．相变传热
3．热弥散的模拟与近壁函数
2．填充管内或填料塔中受迫流动 时的传热
4．有均匀内热源作用时填充竖管 中的混合对流
第十二章多孔 介质的传热
§12-6多孔介质中的沸腾与凝 结
1．多孔介质 中的液体池沸
腾
01
3 ． 多 孔 介 03 质中的蒸气
凝结
02 2 ． 多 孔 表 面和微槽中
的液体流动
沸腾
第十三章高速气流和稀薄气
第九章单相流体受迫运动时的放热
§9-1流体流过管道时的放热过程
01
1．管道流动概 述
02
2．管内受迫对 流换热总论
第九章单相流体受迫运动时的放热
§9-2管内受迫层流时的放热
1．定型纯层流流 动时的分析解
2．进口段的层流 放热
3．自然对流的影 响
第九章单相流体受迫运动时的放热
§9-4横向绕流时的放热
202x
工程传热传质学（下册）
演讲人
2 0 2 x - 11 - 11
01 前言
前言
02 目录
目录
第八章流体自由运动时的放
03 热
第八章流体自由运动时的放热
§8-1自然对流的相似 准数
§8-2竖平板的无界自 然对流
§8-3无限空间的自然 对流
§8-4有限空间的自然 对流
§8-5由离心力产生的 自然对流
08 体的传热
第十三章高速气流和稀薄气体的传热
§13-1气动加热
§13-2高速气流 可压缩连续流的 对流换热
§13-3稀薄气体 的对流换热
1．自由分子流 2．滑移流
§13-4发散冷却
§13-5重回大气 层的传热与烧蚀
09 第十四章传质
第十四章传质
单击此处添加标题
单击此处添加文本具体内容， 简明扼要的阐述您的观点。根 据需要可酌情增减文字，以便 观者准确的理解您传达的思想。
3．减湿
第十四章传 质
§14-7有化学变化时的传热传 质
1
1．气体作常物性处理
2
2．气体变物性的处理
第十五章传热学个别专门领
10 域的介绍
第十五章传热学个别 专门领域的介绍
§15-1低温传热
§15-2等离子体传热 和电磁场作用下的传 热
§15-3非牛顿流体传 热
§15-4生物传热
§15-5微尺度传热