子任務知識點傳熱理論

任務2：二次鹽水的精制子任務1：一次鹽水的預熱知識點1：傳熱理論淄博職業(yè)學院職業(yè)教育應用化工技術專業(yè)教學資源庫《離子膜燒堿生產操作》課程會操作列管式換熱器；能分析傳熱的基本方式。能力目標理解掌握流體傳熱的基本知識；掌握傅里葉定律。知識目標二次鹽水精制生產任務從一次鹽水工序送來的鹽水，還不能直接送入離子膜電解槽內進行電解，用于電解槽鹽水的純度遠遠高于隔膜電解槽，它必須在原來一次鹽水生產的基礎上，再進行第二次精制。本工序要完成鹽水精制工作任務。二次鹽水精制工藝流程圖2-1二次鹽水精制仿真操作工藝流程圖

根據樹脂塔的工作溫度要求，鹽水的溫度達到65±5℃，才能使樹脂塔內的鰲合樹脂的活性達到最佳工作狀態(tài)，則就要對鹽水進行預熱升溫。二次鹽水精制任務完成的基礎條件—傳熱圖2-3水-蒸汽傳熱過程操作工作流程圖一傳熱的基礎理論（一）傳熱在化工生產中的應用化工生產中的傳熱問題有兩大類：

1、強化傳熱過程，如各種換熱設備設備中的傳熱。2、削弱傳熱過程，如對設備和管道的保溫，以減少熱損失。傳熱的基礎理論

涼水塔：用自然通風或機械通風的方法，將生產中已經提高了溫度的水進行冷卻降溫之后循環(huán)使用，以提高系統的經濟效益。例如熱力發(fā)電廠或核電站的循環(huán)水、合成氨生產中的冷卻水等，經過水冷卻塔降溫之后再循環(huán)使用，這種方法在實際工程中得到了廣泛的使用。（二）工業(yè)生產上的換熱方式1.直接混合式換熱

是指冷、熱流體直接接觸，在混合過程中進行傳熱。這種傳熱方式速度快、效率高、設備簡單，但只適用于用水來冷凝水蒸汽等允許兩種流體直接接觸混合的場合。實例：傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論圖2-4直接接觸式換熱

2.蓄熱式換熱

這種形式的換熱通常是在一個被稱為蓄熱器的設備內進行的，蓄熱器內裝有耐火磚一類的固體填充物，用來貯藏熱量。傳熱的基礎理論圖2-5蓄熱式換熱

3.間壁式換熱傳熱的基礎理論圖2-6列管式換熱器

這類換熱的特點是冷、熱流體被一固體壁面隔開，分別在壁面的兩側流動，互不相混合。傳熱時熱流體將熱量傳給固體壁面，再由壁面?zhèn)鹘o冷流體。間壁式換熱器適用于兩股流體間需要進行熱量交換而又不允許直接相混的場合。傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論圖2-7沉浸蛇管換熱器圖2-8噴淋蛇管換熱器傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論圖2-9夾套式換熱器傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論（三）傳熱的基本方式圖2-10傳熱方式1.熱傳導（導熱）

定義：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動而發(fā)生的熱量傳遞是熱傳導。

特點：物體內的分子或質點不發(fā)生宏觀的運動。需要傳熱媒介。

發(fā)生場合：導熱一般發(fā)生于固體、靜止的流體或與層流流體流動方向垂直的傳熱。

注意：熱傳導不能在真空中進行。傳熱的基礎理論

2.對流傳熱

定義：對流傳熱是指流體中質點發(fā)生宏觀相對位移而引起的熱交換。

特點：流體質點發(fā)生了宏觀相對位移，需要傳熱媒介。分類：自然對流強制對流

發(fā)生場合：發(fā)生于流體中?；どa中的對流傳熱是指流體與固體壁面間的傳熱。傳熱的基礎理論3.熱輻射

定義：因熱的原因物體發(fā)射輻射能并在周圍空間傳播而引起的傳熱。

特點：不僅有能量的傳遞，同時還伴有能量形式的轉換；不需要傳熱媒介。

發(fā)生場合：任何物體只要在絕對零度以上，都能發(fā)射輻射能，但只有物體的溫度差別較大時，輻射傳熱才能成為主要的傳熱方式。傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論(四）

穩(wěn)定傳熱和不穩(wěn)定傳熱

穩(wěn)定傳熱：在傳熱過程中，傳熱面上各點的溫度因位置不同而不同，但不隨時間而改變的傳熱。

注意：在穩(wěn)定傳熱的情況下，單位時間內所傳遞的熱量是不變的。連續(xù)生產過程中的傳熱多為穩(wěn)定傳熱。不穩(wěn)定傳熱:若傳熱過程中，傳熱面上各點的溫度既隨位置變化，又隨時間而變化的傳熱。

傳熱的基礎理論

二、熱傳導

（一）傅里葉定律

Q----導熱速率，W；

λ----比例系數，稱為導熱系數，W/m·℃；

----溫度梯度，表示熱傳導方向上單位長度的溫度變化率，規(guī)定溫度梯度的正方向總是指向溫度增加的方向。傳熱的基礎理論圖2-11固體壁的熱傳導

熱導率λ的物理意義：當間壁的面積為1m2,厚度為1m，壁面兩側的溫度差為1K時，在單位時間內以熱傳導方式所傳遞的熱量。影響λ的因素物質的組成、結構、狀態(tài)、溫度。各種物質的λ1、固體的λ（1）金屬T↑→λ↓,純度↑→λ↑（2）非金屬T↑→λ↑，ρ↑→λ↑2、液體的λT↑→λ↓（水和甘油除外）3、氣體的λT↑→λ↑傳熱的基礎理論（二）通過平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導

1.單層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導

在穩(wěn)定導熱條件下，Q、Aλ均為常量，故分離變量后積分，得圖2-12單層平壁的導熱傳熱的基礎理論實例計算

現有一厚度為240mm的磚壁，內壁溫度為600℃，外壁溫度為150℃。試求通過每平方米磚壁的熱量。已知該溫度范圍內磚壁的平均導熱系數λ=0.6W/m·℃。解：傳熱的基礎理論第一層第二層假設層與層間接觸良好，相接觸的兩表面溫度相同(2)多層平壁的穩(wěn)態(tài)熱傳導圖2-13多層平壁的熱傳導傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論第三層n層平壁

結論：多層平壁導熱的推動力是內外壁面的總溫度差；導熱的總熱阻為各層熱阻之和。

實例計算2-2有一爐壁，內層由24cm的耐火磚[λ1=1.05W/(m·K)]，中層由12cm的保溫磚[λ2=0.15W/(m·K)]，外層由24cm的建筑磚[λ3=0.8W/(m·K)]組成。穩(wěn)態(tài)傳熱時，測得內壁溫度為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。傳熱的基礎理論解：℃

℃?zhèn)鳠岬幕A理論（三）圓筒壁的穩(wěn)定熱傳導（1）單層圓筒壁圖2-14單層圓筒壁的熱傳導傳熱的基礎理論傳熱的基礎理論對數平均半徑平均導熱面積傳熱的基礎理論導熱熱阻（2）多層圓筒壁

假設：各層間接觸良好；各層的導熱系數分別為λ1、λ2、λ3，厚度分別為δ1、δ2、δ3。傳熱的基礎理論圖2-15三層圓筒壁的熱傳導

在一φ60×3.5mm的鋼管外層包有兩層絕熱材料，里層為40mm的氧化鎂粉，平均導熱系數λ=0.07W/m·℃，外層為20mm的石棉層，其平均導熱系數λ=0.15W/m·℃?，F用熱電偶測得管內壁溫度為500℃，最外層表面溫度為80℃，管壁的導熱系數λ=45W/m·℃。試求每米管長的熱損失及兩層保溫層界面的溫度。傳熱的基礎理論實例計算討論與思考（1）熱水瓶為什么會保溫？（2）冬天里要多穿衣，夏天要少穿衣，這又是為什么？1、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替換”按鈕右側箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）在圖“替換”下拉列表中選擇要更改字體。（如下圖）在“替換為”下拉列表中選擇替換字體。點擊“替換”按鈕，完成。392、