设备培训教材(DOC 45页)
第一章化工基础知识
1、传热基础知识
传热是自然界和工程领域中较为普遍的一种传递过程，通常来说有温度差的存在就有热的传递，也就是说温差的存在是实现传热的前提条件或者说是推动力，当没有外功加入时，热量就总是会自动地从高温物体传递到低温物体，可见，传热过程是普遍存在的。
在化工中很多过程都直接或间接的与传热有关。但是进行传热的目的不外乎是以下三种：1、加热或冷却；2、换热；3、保温。
1.1、传热的基本方式
根据传热的机理不同，热传递有三种基本方式：热传导，热对流和热辐射。化工生产中碰到的各种传热现象都属于这三种基本方式。
热传导（导热）
一个物体的两部分连续存在温差，热就要从高温部分向低温部分传递，直到个部分的温度相等为止，这种传热方式就称为热传导。物质的三态均可以充当热传导介质，但导热的机理因物质种类不同而异，具体为：
固体金属：自由电子运动在晶格之间；
液体和非金属固体：个别分子的动量传递；
气体：分子的不规则运动。
对流传热
热对流是指物体中质点发生相对的位移而引起的热量交换，热对流是流体所特有的一种传热的方式，即存在气体或液体中，在固体中不存在这种传热方式。其中只有流体的质点能发生的相对位移。据引起对流的原因不同可分为：自然对流和强制对流。
热辐射
热辐射是一种通过电磁波传递能量的过程。一切物体都能以这种方式传递能量，而不借助任何传递介质。通常在高温下热辐射才是主要方式。
1.2、传热的基本方程
当两种流体间需要进行换热而又不允许直接混合时，需在间壁式换热器中进行换热。如在间壁式换热器中，热流体通过管壁将热量传给冷流体．热传递的快慢用传热速率Ｑ来表示。传热速率Ｑ是指单位时间内通过传热面传递的能量．单位是Ｊ／Ｓ．Ｗ。换热器的传热速率Q与传热面积A和冷热两种流体的平均温差⊿tm成正比；
图2-1套管式换热器
1—内管 2—外管
图2-2单程列管式换热器
1 —外壳2—管束3、4—接管5—封头
6—管板7—挡板
图2-3双程列管式换热器
1—壳体2—管束3—挡板4—隔板
1.3、强化传热的途径
传热过程的强化占有十分重要的地位，设计和开发高效换热设备, 可以达到节能降耗的经济目的。相反，许多场合需要力求削弱传热，隔热保温技术在高温和低温工程中对提高经
寸。
四通：四通有等径和异径之分，等径四通的接管端部均为相同的尺寸；异径的四通的主管接管尺寸相同，而支管的接管尺寸小于主管的接管尺寸。四通是用于管道分支处的一种管件。
异径管：又称大小头。化工管件之一，用于两种不同管径的连接。又分为同心大小头和偏心大小头。
图2三通、四通、异径管
2.2、法兰
法兰是用来连接管线、阀门、设备等的连接部件，法兰连接有法兰对、垫片和螺栓组成，借助螺栓紧固力把两部分连在一起，同时压紧垫片使连接处达到密封，密封效果的好坏取决于法兰密封面的形式、垫片的种类及预紧力的情况。
法兰按结构形式不同可分为平焊法兰、对焊法兰和活套法兰。
如图：
图3法兰结构图
2.3、垫片
按材料不同可分为非金属垫片、金属非金属组合垫片和金属垫片；根据材料的弹性，硬度及耐热情况不同分别用在不同压力和温度的场合。
非金属垫片有橡胶垫、石棉垫、聚四氟乙烯垫和膨胀石墨垫，组合垫片有全包垫片、半包垫片、高强石墨垫片和缠绕垫。金属垫片有铝垫、钢垫、铬钼钢垫和不锈钢垫等。
2.4、阻火器
阻火器的作用是防止外部火焰窜入有燃烧爆炸危险的设备、管道、容器中，它安装在加热炉、高温氧化炉和高温反应器，输送可燃气体的管线之间。
阻火器的类型有：金属网阻火器、波纹金属片阻火器、砾石阻火器等。
阻火器的灭火原理是：当火焰通过狭小孔隙时，由于热损失突然增大使燃烧不能继续下去而熄火。阻火器的内径一般取安装阻火器管道直径的4倍。
2.5、过滤器
过滤器的种类很多，过滤介质不同采用的过滤器形式也不同，我们最常见的是过滤液体和气体介质的管道式过滤器。它的特点是体积小、清洗方便，可直接安装在管道上，如图：滤芯的材料一般有：化纤滤布、金属丝网等。
图5过滤器结构图
2.6、阀门
阀门定义：凡是用来控制流体在管路内流动的装置通称为阀门或阀件。
主要作用：切断或沟通管内流体的流动，这是启闭作用；
改变管路阻力，调节管内流体的流速，这是调节作用；
使流体通过阀门后产生很大的压力降，这是节流作用；
另有一些阀件，它能根据一定的因素自动启闭，以控制流体的流向维持一定的压力或其它作用。
各阀构造可画简易图讲解
图6各种阀门简图2.7、截止阀
截止阀：是利用阀盘来控制启闭的阀门。
截止阀特点：
结构复杂，价格较贵；
操作可靠，不甚费力；
易于调节流量或截断通道；
流体流动的阻力系数较大；
启动缓慢，无水锤现象。
应用范围：很广，主要用于蒸汽管路中，故又称汽门，也可用于给水压缩空气、真空及物料管路中，它可精确地调节流量和严密地截断通道。但它不能用于粘度较大。易结焦。含悬浮物与结晶的料液管路中，因为积聚在阀盘与阀座之间的固体颗粒，不仅阻止了阀盘与阀座的闭合，而且会使两者的接触面磨损，而造成泄漏现象。
2.8、闸阀
闸阀：又称闸板阀或闸门阀，是利用闸板来控制启闭的阀门。
图8闸阀
特点：
结构复杂，尺寸较大，价格较高；
水力阻力最小；
开启缓慢，无水锤现象；
易于调节流量；
闭合面磨损较快，研磨较难。
用途：化工厂应用较广，主要用于大直径的给水管路上，故又称水门，也可用于压缩空气、真空管路和120℃以下的低压气体管路；但不能用于介质中含沉淀物的管路，很少用于蒸汽管路。
2.9、旋塞阀
旋塞阀是利用带孔的锥形栓塞来控制启闭的阀门。
