化工原理 传热

化工原理传热
传热是化工过程中重要的物理现象之一，它涉及能量的转移和分布。

传热可以通过三种方式进行：传导、对流和辐射。

传导是指热能在固体或液体中以分子间相互碰撞的方式传递。

在传导过程中，热量会从高温区域传递到低温区域，直到温度达到平衡。

对流是指热能通过流体的运动传递。

当物体表面受热时，周围的流体会被加热并膨胀，然后从热源处上升。

这导致了对流循环，使热量从热源传递到周围环境。

辐射是指热能以电磁波的形式传递，不需要介质来传递热量。

辐射可以通过空气、液体和固体传播，甚至可以在真空中传播。

辐射热传递取决于物体的温度和表面特性。

在化工过程中，传热是必不可少的。

传热的目的可以是控制温度以实现反应的理想条件，或者从一个系统中移除或向其输入热量。

为了实现有效的传热，可以采取以下措施：
1. 提高传热系数：通过增加传热表面积或提高传热介质的流速，可以增加传热系数，从而加快传热速度。

2. 减小传热阻力：通过改变传热介质的性质或减小传热介质的流通路径长度，可以减小传热阻力，提高传热效率。

3. 使用传热表面增强技术：如使用鳍片、流体分散剂或填料等
技术，可以增大传热表面积，从而提高传热效率。

4. 优化换热设备设计：通过合理设计换热设备的结构和组件，可以实现更高效的传热过程，并减少传热介质的能量损失。

化工过程中的传热是一个复杂的过程，需要综合考虑多种因素。

通过合理选择传热方式和采取相应的措施，可以实现高效的能量传递和分布，从而提高化工过程的效率和质量。

化工原理(传热)传热是指由于温度差引起的能量转移，又称热传递。

由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在时，热就必定从高温处传递到低温处，因此传热是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递现象。

不管在能源、宇航、化工、动力、冶金、机械、建筑等工业部门，依旧在农业、环境爱护等其他部门中都涉及到许多有关传热的咨询题。

应予指出，热力学和传热学两门学科既有区别又有联系。

热力学不研究引起传热的机理和传热的快慢，它仅研究物质的平稳状态，确定系统由一种平稳状态变到另一种平稳状态所需的总能量；而传热学研究能量的传递速率，因此能够认为传热学是热力学的扩展。

热力学(能量守恒定律)和传热学(传热速宰方程)两者的结合，才可能解决传热咨询题：化学工业与传热的关系尤为紧密；这是因为化工生产中的专门多过程和单元操作，都需要进行加热和冷却。

例如：①化学反应通常要在一定的温度下进行，为了达到并保持一定的温度，就需要向反应器输入或从它输出热；②在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，都要向这些设备输入或输出热：③化工设备的保温，生产过程中热能的合理利用以及废热的回收等都涉及传热的咨询题。

由此可见，传热过程普遍地存在于化工生产中，且具有极其重要的作用。

化工生产中对传热过程的要求经常有以下两种情形：一种是强化传热过程，如各种换热设备中的传热；②另一种是削弱传热过程，如设备和管道的保温，以减少热缺失。

为此必须把握传热的共同规律。

本章讨论的重点是传热的差不多原理及其在化工中的应用4．1．1传热的差不多方式按照传热机理的不同，热传递有三种差不多方式：传导、对流和热辐射传热能够靠其中的一种方式或几种方式同时进行。

1．热传导(又称导热)若物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导(又称导热)。

热传导的条件是系统两部分之间存在温度差，现在热量将从高温部分传向低温部分，或从高温物体传向与它接触的低温物体，直至整个物体的各部分温度相等为止。

化工原理传热
传热是化工工程中非常重要的一个环节。

它在诸多化工过程中起着至关重要的作用。

传热的目的是将热量从一个物体或介质传递到另一个物体或介质中，以实现热量的平衡。

常见的传热方式有传导、对流和辐射。

传导是指热量通过物质内部的分子碰撞传递。

当两个物体的接触表面存在温度差异时，热量会从高温区域向低温区域传导。

传导的速率取决于物质的导热性能、温度差和物质的厚度及表面积。

对流是指热量通过介质的流动传递。

当液体或气体流经固体表面时，会带走固体表面的热量，然后将其释放到其他地方。

对流的速率取决于介质的流速、流动性质、热交换表面积和温度差。

辐射是指发射和吸收电磁辐射传递热量。

所有物体都会辐射热能，其强度与物体的温度和表面特性有关。

辐射的速率取决于温度差、辐射表面的特性和表面积。

在化工过程中，传热通常与反应、分离和加热等操作密切相关。

通过合理设计和优化传热设备，可以提高化工过程的效率和产量。

例如，在化工反应过程中，提供适当的传热方式和设备，可以加快反应速率和提高产品质量。

在化工分离过程中，通过传热可以实现不同组分的分离和纯化。

在加热过程中，传热设备可以提供所需的加热功率和温度控制。

综上所述，传热在化工工程中起着重要的作用。

通过合理选择和设计传热设备，可以提高化工过程的效率和产量，同时实现能量的合理利用。

化工原理传热化工原理传热是化工领域中重要的一个学科，涉及到热传导、对流传热和辐射传热等方面。

它在工业生产中起到了重要的作用，有助于提高化工产品的生产效率和质量，也可以降低工业生产的成本。

本文将从热传导、对流传热和辐射传热三个方面介绍化工原理传热的相关知识。

一、热传导热传导是指在无外力驱动下热量沿着物体内部由高温区向低温区传递的现象。

它是工业生产中最基本的传热方式之一，常见的有平板换热器、卷帘换热器等。

热传导的传热系数受多种因素的影响，如物体的热导率、物体的导热截面积等。

因此在实际工业生产中，需要根据具体的情况选择不同的热传导设备和参数来实现传热。

二、对流传热对流传热是指热量通过物体与气体或液体流体的对流传递，也是化工工业中常用的传热方式之一。

对流传热的传热系数和物体表面的状态有关，如表面上的气流速度、温度和物体和流体之间的热阻等。

具体的对流传热设备包括了冷却塔、换热器等。

在实际生产中，需要根据不同流体的特性选择不同的对流传热设备。

三、辐射传热辐射传热是指热量通过介质之间的空气、真空等的辐射传递。

单从传热方式上来看，辐射传热与其他两种传热方式有很大的区别。

常见的辐射传热设备有电热炉、太阳能热水器等。

辐射传热的传热系数受多种因素的影响，如介质温度、表面发射系数等。

在实际生产中，需要根据不同的环境条件选择不同的辐射传热设备。

总体来说，化工原理传热是工业生产过程中必不可少的一个环节。

在实际生产中，需要根据具体的情况选择不同的传热方式，以提高生产效率和质量。

虽然热传导、对流传热和辐射传热在物理学原理方面各有不同，但它们在化工生产中的作用和意义都是相通的，同时也相互补充和共同影响。

因此，在进行化工原理传热的设计和应用时，需要综合考虑各种因素的综合影响，才能达到预期效果。

第五章传热一、基本知识1. 下列关于传热与温度的讨论中正确的是。

①绝热物系温度不发生变化②恒温物体与外界（环境）无热能交换③温度变化物体的焓值一定改变④物体的焓值改变，其温度一定发生了变化2. 下列关于温度梯度的论断中错误的是。

①温度梯度决定于温度场中的温度分布②温度场中存在温度梯度就一定存在热量的传递③热量传递会引起温度梯度的变化④热量是沿温度梯度的方向传递的3. 传热的目的为。

①加热或冷却②换热，以回收利用热量③保温④萃取4. 根据冷、热两流体的接触方式的不同，换热器包括（）等类型。

①直接混合式②蓄热式③间壁式④沉降式5. 热量传递的基本方式为。

①热传导（简称导热）②对流传热③热辐射④相变传热6. 下列有关导热系数论断中正确的是——。

①导热系数入是分子微观运动的一种宏观表现②导热系数入的大小是当导热温差为「C、导热距离为1m导热面积为lm2 时的导热量，故入的大小表示了该物质导热能力的大小，入愈大，导热越快③一般来说，金属的导热系数数值最大，固体非金属次之，液体较小，气体最小④大多数金属材料的导热系数随温度的升高而下降，而大多数非金属固体材料的导热系数随温度的升高而升高⑤金属液体的导热系数大于非金属液体的导热系数，非金属液体中除水和甘油外，绝大多数液体的导热系数随温度的升高而减小，一般情况下，溶液的导热系数低于纯液体的导热系数⑥气体的导数系数随温度的升高而增大，在通常压力下，导热系数与压力变化的关系很小，故工程计算中可不考虑压力的影响7. 气体的导热系数值随温度的变化趋势为。

①T升高，入增大②T升高，入减小③T升高，入可能增大或减小④T变化，入不变8. 空气、水、金属固体的导热系数分别为入l、入2、入3，其大小顺序。

①入l ＞入2＞入3 ②入l ＜入2＜入3 ③入2＞入3＞入l ④入2＜入3＜入l9. 水银、水、软木的导热系数分别为入l、入2、入3其大小顺序为。

①入l＞入2＞入3 ②入l＜入2＜入3 ③入l＞入3＞入2 ④入3＞入l＞入210. 下列比较铜、铁、熔化的铁水三种物质导热系数的大小论断中正确的是。

第四章传热本章介绍了三种基本传热方式，即导热、对流传热、辐射传热的基本概念和定律；详细分析了对流传热过程机理，建立了对流传热速率方程以及表面传热系数的经验关联式；由总传热速率方程出发，对传热过程进行设计计算和操作分析、诊断；介绍了换热设备的类型和列管式换热器的设计和选用。

本章重点要求掌握：①对流传热过程的基本概念、定律、传热速率方程；②管内强制湍流流动时表面传热系数的经验关联及影响因素；③总传热速率方程以及传热过程的计算。

4.1 概述4.1.1 传热在化工生产中的应用传热，即热量的传递，是自然界中普遍存在的物理现象。

由热力学第二定律可知，凡是有温度差存在的物系之间，就会导致热量从高温处向低温处的传递，故在科学技术、工业生产以及日常生活中都涉及许多的传热过程。

化工生产过程与传热关系十分密切。

这是因为化工生产中的很多过程都需要进行加热和冷却。

例如，为保证化学反应在一定的温度下进行，就需要向反应器输入或移出热量；化工生产设备的保温或保冷；生产过程中的热量的合理使用以及废热的回收利用，换热器网络的综合利用；蒸发、精馏、吸收、萃取、干燥等单元操作都与传热过程有关。

化工生产过程中需要解决的传热问题大致分为两类：(1)传热过程的计算，包括设计型计算和操作型计算；(2)传热过程的改进与强化。

这两类问题的解决，都需要从总的传热速率方程出发，即：（4.1.1）式中：Q—冷流体吸收或热流体放出的热流量，W；K—传热系数，W/(m2·℃)；A—传热面积，m2；Δtm—平均传热温差，℃。

4.1.2 传热的基本方式根据热量传递机理的不同，传热基本方式有三种，即热传导、对流和辐射。

热传导：热传导又称导热。

是指热量从物体的高温部分向同一物体的低温部分、或者从一个高温物体向一个与它直接接触的低温物体传热的过程。

对流传热：对流传热是依靠流体的宏观位移，将热量由一处带到另一处的传递现象。

在化工生产中的对流传热，往往是指流体与固体壁面直接接触时的热量传递。