子任務(wù)1-知識(shí)點(diǎn)1：傳熱理論

1、淄博職業(yè)學(xué)院離子膜燒堿生產(chǎn)操作課程教學(xué)方案教師： 序號(hào)：授課時(shí)間授課班級(jí)上課地點(diǎn)多媒體教室學(xué)習(xí)內(nèi)容任務(wù)2 二次鹽水的精制子任務(wù)1：一次鹽水的預(yù)熱 知識(shí)點(diǎn)1：傳熱理論學(xué)時(shí)2教學(xué)目標(biāo)專業(yè)能力 會(huì)操作列管式換熱器的化工仿真實(shí)訓(xùn)和傳熱單元設(shè)備操作實(shí)訓(xùn)； 能分析換熱器內(nèi)的流體流動(dòng)狀態(tài)； 傳熱的基本方式與平壁傳熱速率的計(jì)算方法能力學(xué)會(huì)進(jìn)行換熱器選擇的基本方法，學(xué)會(huì)控制傳熱溫度指標(biāo)的方法，并掌握分析其變化的規(guī)律，學(xué)會(huì)傳熱計(jì)算的基本方法。 社會(huì)能力在完成仿真操作過程中，要善于利用各種教學(xué)資源，能與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)的其他小組成員密切配合，積極地完成生產(chǎn)工作任務(wù)。目標(biāo)群體之前已學(xué)習(xí)了一次鹽水的制備操作方法，熟悉了完成實(shí)際

2、生產(chǎn)任務(wù)的一般工作方法?，F(xiàn)開始學(xué)習(xí)離子膜燒堿生產(chǎn)過程中的二次鹽水精制的相關(guān)理論知識(shí)與實(shí)際操作任務(wù)，為完成該工作任務(wù)，首先要完成鹽水精制前的一系列準(zhǔn)備工作，為實(shí)現(xiàn)對(duì)一次鹽水進(jìn)螯合樹脂塔前進(jìn)行升溫加熱操作，需要完成對(duì)換熱的過程、方式、傳熱計(jì)算方法的學(xué)習(xí)，以提高了學(xué)生的完成工作任務(wù)的靈活多變的專業(yè)工作能力。教學(xué)環(huán)境多媒體教室教學(xué)方法Ø 討論提問法和任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法時(shí)間安排教學(xué)過程設(shè)計(jì)一、任務(wù)資訊1生產(chǎn)一定量的合格離子膜燒堿產(chǎn)品，需要一定量的合格二次鹽水；2準(zhǔn)備二次鹽水工藝流程圖和相關(guān)的化工管路的圖紙資料；二、任務(wù)決策根據(jù)需要完成二次鹽水精制的工作任務(wù)，需要先學(xué)習(xí)化工生產(chǎn)過程中關(guān)于傳熱的相關(guān)知

3、識(shí)，然后才能更有效地完成二次鹽水的精制操作，由師生分組討論共同參與制訂完成任務(wù)的決策方案，并進(jìn)行完善改進(jìn)；根據(jù)工作需要進(jìn)行人員分組，15人一組。三、任務(wù)計(jì)劃根據(jù)決策方案的完成要求和完成任務(wù)需要的時(shí)間，由教師指導(dǎo)，組長(zhǎng)組織成員完成工作任務(wù)實(shí)施的工作計(jì)劃。完成換熱的基本方式、平壁傳熱的計(jì)算需要2學(xué)時(shí)。四、任務(wù)實(shí)施教師指導(dǎo)任務(wù)完成的總體規(guī)劃，介紹任務(wù)完成需要的條件要素，把完成本次任務(wù)二次鹽水的精制的相關(guān)圖紙、知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)介紹給小組每一位成員。小組成員獲得了相關(guān)信息之后，在化工仿真操作實(shí)訓(xùn)室和化工單元設(shè)備操作綜合實(shí)訓(xùn)室，開始技能操作訓(xùn)練學(xué)習(xí)，并做好學(xué)習(xí)記錄。具體實(shí)施步驟為：（一） 二次鹽水精

4、制生產(chǎn)任務(wù)一次鹽水中Ca2+、Mg2含量約為3PPm，與離子膜電解槽電解槽所需要鹽水指標(biāo)要求鈣鎂含量總硬度必須小于20PPb，還有很大的差距。必須在一次精制的基礎(chǔ)上進(jìn)行二次精制。（二）二次鹽水精制過程1、二次鹽水精制工藝流程圖一次合格鹽水鹽水預(yù)熱樹脂塔A樹脂塔B二次精制鹽水圖2-1 二次鹽水工藝流程框圖圖2-2 二次鹽水精制工藝流程圖圖2-3 二次鹽水精制生產(chǎn)工藝流程虛擬仿真圖2、一次鹽水質(zhì)量指標(biāo)表2-1供給二次精制工序的一次鹽水質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目控制要求項(xiàng)目控制要求NaCl(g/l)290310SiO2(mg/l)15PH值810ClO-(mg/l)無溫度（）65±5ClO3-(g/l)

5、15Ca2+Mg2+(mg/l)4SO2-(g/l)57Sr2+(mg/l)2.5ss(mg/l)1 （Ca、Mg固體物除外）Ba2+(mg/l)0.5其他重金屬(mg/l)0.2Fe2+(mg/l)0.53、二次鹽水精制任務(wù)完成的基礎(chǔ)條件傳熱（1）傳熱在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用化工生產(chǎn)中的傳熱問題有兩大類：一是滿足產(chǎn)品生產(chǎn)工藝需。二是為了節(jié)約和回收能量。（2）工業(yè)換熱方式 直接混合式換熱圖2-4蓄熱式換熱器2-3直接混合式換熱器 蓄熱式換熱利用固體填充物來積蓄和釋放熱量，圖2-4。 間壁式換熱特點(diǎn)：冷、熱流體被一固體壁面隔開，分別在壁面的兩側(cè)流動(dòng)，互不相混合。傳熱時(shí)熱流體將熱量傳給固體壁面，再由壁面

6、傳給冷流體。如圖2-5。 圖2-5蛇管式換熱器（3）穩(wěn)定傳熱和不穩(wěn)定傳熱傳熱過程分為：穩(wěn)定傳熱和不穩(wěn)定傳熱?；どa(chǎn)過程中的傳熱多為穩(wěn)定傳熱。（4）傳熱機(jī)理課堂互動(dòng)體溫計(jì)為什么能測(cè)量體溫？人體的熱量是如何傳遞給體溫計(jì)的？傳熱過程的推動(dòng)力是溫度差。溫度差越大，熱能的傳遞越快，溫度趨向一致，就停止傳熱。傳熱機(jī)理：熱傳導(dǎo)，對(duì)流傳熱和輻射傳熱。流體之間的宏觀相對(duì)位移所產(chǎn)生的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，將熱量由空中一處傳到他處的現(xiàn)象熱傳導(dǎo)輻射傳熱對(duì)流傳熱傳熱機(jī)理不同溫度的物體之間通過直接接觸，或同一物體中不同溫度的各部分之間，由于分子、原子或自由電子等微粒的熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生的熱量傳遞以電磁波的形式發(fā)射的一種輻射能，當(dāng)此輻射能

7、遇到另一物體時(shí)，可被其全部或部分的吸收變?yōu)闊崮埽ㄈ﹤鳠岬姆绞揭粺醾鲗?dǎo) 平壁的導(dǎo)熱 a 傅立葉定律 圖2-6單層平壁熱傳導(dǎo)以表示比例系數(shù)，則熱傳導(dǎo)方程式，或稱為傅立葉定律。式中的稱為熱導(dǎo)率。 W/（m·K）或W/（m·） 熱導(dǎo)率值越大，物質(zhì)的導(dǎo)熱能力越強(qiáng)。一般來說，金屬的熱導(dǎo)率最大，非金屬固體次之，液體的較小，而氣體的最小。小思考：為什么羽絨服具有保曖作用？b 單層平壁的熱傳導(dǎo) (2-2a） （2-2b）式（2-2b）與導(dǎo)電的歐姆定律相似，式中溫度差是導(dǎo)熱過程的推動(dòng)力，而，為單層壁的導(dǎo)熱熱阻。c 多層平壁的熱傳導(dǎo)圖2-7 多層平壁的熱傳導(dǎo)圖2-7所示由三種不同材質(zhì)構(gòu)成的多層

8、平壁截面積為A。，各層的厚度為，和，各層的熱導(dǎo)率為1，2和3，若各層的溫度差分別為, 和，則三層的總溫度差。因是穩(wěn)定傳熱，式（2-2）對(duì)于各層的傳熱速率均適用。而且各層的傳熱速率也都相等，則：第一層 或 （2-3a）第二層 或 (2-3b)第三層 或 (2-3c)將上述三式相加得： （2-4） 由式（3-4）可見，多層平壁導(dǎo)熱的推動(dòng)力是內(nèi)外壁面的總溫度差；導(dǎo)熱的總熱阻為各層熱阻之和。實(shí)例計(jì)算2-2 有一爐壁，內(nèi)層由24cm的耐火磚1=1.05W/(m·K)，中層由12cm的保溫磚2 =0.15W/(m·K)，外層由24cm的建筑磚3 =0.8W/(m·K)組成。穩(wěn)態(tài)傳熱時(shí)，測(cè)得內(nèi)壁溫度為940，外壁溫度為50。試求單位面積的熱損失和各層交界面上的溫度。解：由式(3-4)計(jì)算 由式（2-3a）得 由式（2-3c）得 五、教學(xué)檢查根據(jù)二次鹽水精制的工作任務(wù)傳熱方式、平壁計(jì)算完成情況，首先進(jìn)行個(gè)人先自查后，小組成員之間互查，由組長(zhǎng)和老