化工化工原理PPT讲稿.ppt

《化工化工原理PPT讲稿.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工化工原理PPT讲稿.ppt（27页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、化工化工原理第1页，共27页，编辑于2022年，星期五1.2传热机理传热机理传导传导分子热运动分子热运动(自由电子迁移自由电子迁移)接触接触对流对流流体宏观迁移引起载热流体宏观迁移引起载热接触接触辐射辐射电磁波电磁波不接触不接触热水瓶为什么能保温？热水瓶为什么能保温？1.3冷热流体接触方式冷热流体接触方式蓄热式蓄热式第2页，共27页，编辑于2022年，星期五直接接触式直接接触式间壁式间壁式第3页，共27页，编辑于2022年，星期五1.4化工常用载热体化工常用载热体加热最常用水蒸汽加热最常用水蒸汽(锅炉房锅炉房)常用工业锅炉常用工业锅炉p液体液体气体气体2温度升高时，温度升高时，液液下降下降(水

2、例外水例外)，气气上升，上升，金属金属下降，大多下降，大多非金属非金属上升上升第6页，共27页，编辑于2022年，星期五2.2单层平壁导热单层平壁导热解决：解决：温度分布温度分布热流量热流量条件：条件：定态定态一维一维(横向导热不计横向导热不计)分析：分析：取控制体取控制体作热量衡算：作热量衡算：进进=出出+累积累积定态：累积定态：累积=0，Q1=Q结合特征方程解析解结合特征方程解析解=常数时常数时积分积分温度分布温度分布线性线性,第7页，共27页，编辑于2022年，星期五或或工程处理方法工程处理方法多层平壁导热多层平壁导热条件：定态一维串联过程，速率一致条件：定态一维串联过程，速率一致结果：

3、温差按热阻大小分配结果：温差按热阻大小分配第8页，共27页，编辑于2022年，星期五例例1已知：两层平壁已知：两层平壁1=1.4W/m,1=100mm,2=0.14W/m,2=200mm,t1=650,t3=50。求：两壁接触处的温度求：两壁接触处的温度t2。解：先定性分析，哪个斜率大解：先定性分析，哪个斜率大热流密度热流密度由由得得第9页，共27页，编辑于2022年，星期五2.3圆筒壁导热圆筒壁导热分析：分析：取控制体取控制体作热量衡算作热量衡算定态：定态：Q入入=Q出出即：即：Q=qA=qA一维传热：一维传热：第10页，共27页，编辑于2022年，星期五写成通式：写成通式：其中：其中：第1

4、1页，共27页，编辑于2022年，星期五2.4球壳导热球壳导热通式通式第12页，共27页，编辑于2022年，星期五2.5多层壁传热多层壁传热含义：含义：条件：无接触热阻条件：无接触热阻第13页，共27页，编辑于2022年，星期五接触热阻：接触热阻：因接触界面不可能理想光滑而造成的额外热阻因接触界面不可能理想光滑而造成的额外热阻影响因素：界面粗糙度，影响因素：界面粗糙度，压紧力，压紧力，空隙中的气压空隙中的气压计算上有困难，数据少，计算上有困难，数据少，但概念很重要但概念很重要第14页，共27页，编辑于2022年，星期五多层圆筒壁导热多层圆筒壁导热思考题：温度分布？思考题：温度分布？第15页，共

5、27页，编辑于2022年，星期五例例2在蒸汽管道外包两层同样厚度的保温材料在蒸汽管道外包两层同样厚度的保温材料12,应将哪层包在里面？应将哪层包在里面？第16页，共27页，编辑于2022年，星期五解：解：,两种情况传热量不同，比较两种情况传热量不同，比较Q1与与Q2，取小的。，取小的。比较分母比较分母12,所以所以Q1qW静止静止第19页，共27页，编辑于2022年，星期五3.2两种对流形式两种对流形式自然对流与强制对流自然对流与强制对流1.自然对流自然对流:流体温度差流体温度差,引起密度差引起密度差,导致宏观流动导致宏观流动加热面加热面t,热流体上升热流体上升p=gL,=t,膨胀系数膨胀系数

6、,u自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置第20页，共27页，编辑于2022年，星期五自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置自然对流的冷源、热源应放在恰当的位置2强制对流强制对流在外力或在外力或p作用下引起流动作用下引起流动第21页，共27页，编辑于2022年，星期五3.3对流给热过程的数学描述对流给热过程的数学描述1牛顿冷却定律牛顿冷却定律其中：其中：TW:壁温；壁温；T:流体主体温度；流体主体温度；：给热系数：给热系数W/m2工程处理方法工程处理方法分离变量法分离变量法便于分解组合传热系数便于分解组合传热系数K第22页，共27页，编辑于2022年，星期五将总

7、过程将总过程(K的确定的确定)分解成几个子过程分解成几个子过程例如：确定例如：确定K的过程中的过程中,冷热流体各有冷热流体各有10种情况种情况,K有有100种种为强化传热提供依据为强化传热提供依据强化传热应从哪一侧着手强化传热应从哪一侧着手存在问题存在问题:中仍有中仍有T影响影响仍要实验解决仍要实验解决第23页，共27页，编辑于2022年，星期五2的影响因素的影响因素物性：物性：,Cp,设备因素设备因素(定性尺寸定性尺寸)：l流动因素：强制对流：流动因素：强制对流：u自然对流：自然对流：gt=f(,l,u,gt,Cp)基本量纲基本量纲4个个(M,L,T,)，变量，变量8个，个，无量纲准数无量纲

8、准数=8-4=4，即，即Nu=f(Re,Pr,Gr)强制对流强制对流Nu=f(Re,Pr);自然对流自然对流Nu=f(Gr,Pr)第24页，共27页，编辑于2022年，星期五物理意义：物理意义：表征与纯导热相比表征与纯导热相比,对流给热系数对流给热系数增大的倍数增大的倍数Gr由由u得得表征自然对流的流动状况表征自然对流的流动状况Pr反映物性对给热过程的影响反映物性对给热过程的影响第25页，共27页，编辑于2022年，星期五3.定性温度定性温度两种：两种：膜温膜温较本质，但使用不便较本质，但使用不便主体平均温度主体平均温度使用方便使用方便4.定性尺寸定性尺寸管内强制流动管内强制流动d管外自然对流管外自然对流水平放水平放d垂直放垂直放L第26页，共27页，编辑于2022年，星期五本次讲课习题：本次讲课习题：第六章第六章1，2,3,4,6第27页，共27页，编辑于2022年，星期五