传热与传热设备

传热与传热设备工业控制与环保工程系12学习目标知识目标：掌握传热方式及换热方法了解换热器换热原理实践目标：能区分不同类型换热器及判断冷热流体进出口能根据换热器工作过程判断传热方式及换热方法12一、理论部分——传热概述加热或冷却换热/能量回用保温1、传热在化工生产中的应用强化传热过程削弱传热过程一般来说，传热设备在化工厂设备投资中可占到40%左右，传热是化工中重要的单元操作之一，了解和掌握传热的基本规律，在化学工程中具有很重要的意义。推动力——温度差方向——高温到低温能量回收：节能减排、资源回用！同时，是化工厂提高经济效益的一个重要措施！余热资源：被认为是继煤、石油、天然气和水力之后的又一常规能源。例如：钢铁行业烟气余热回收对比余热没有回收热交换器进行余热回收1、传热过程在化工生产中的应用2、传热的三种基本方式（重点、难点）1）热传导热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分，或传递到与之接触的另一物体的过程称为热传导，又称导热。特点：没有物质的宏观位移气体分子做不规则热运动时相互碰撞的结果固体导电体：自由电子在晶格间的运动非导电体：通过晶格结构的振动来实现的液体机理复杂2）热对流流体内部质点发生相对位移的热量传递过程。自然对流请举例？强制对流请举例？2、传热的三种基本方式（重点、难点）3）热辐射物体因热的原因发出辐射能的过程称为热辐射。能量转移、能量形式的转化不需要任何物质作媒介，可在真空中传播任何温度高于0K的物体举例：太阳光三种传热方式一般不单独存在，往往相互伴随，同时出现。2、传热的三种基本方式（重点、难点）3.载热体载热体：为了将冷流体加热或热流体冷却，必须用另一种流体供给或取走热量，此流体称为载热体。热载热体：起加热作用的载热体，也称为加热剂也叫热流体。冷载热体：起冷却或冷凝作用的载热体，也称为冷却剂（冷凝剂）或冷流体。3.载热体直接热源间接热源常用加热剂烟道气电加热温度高、经济、温度不易控制、加热不均匀、带有明火及灰尘温度高、加热均匀、易控制、清洁卫生、成本高高温载热体熔盐混合物水蒸汽最广的热源、加热均匀、温度高时压力过大、不安全空气、水盐水溶液常用冷却剂冷却温度≥5oCNaCl、CaCl2等；冷却温度0～-45oC有机物乙醇、乙二醇、丙醇等；冷却温度要求更低1）直接混合式换热：冷热两种流体直接接触，在混合过程中进行热交换。动画：直接混合式换热气体冷却塔思考：适用于哪些场合？2）间壁式换热：两种流体被隔开在固体间壁的两侧，冷、热两流体不直接接触，通过固体间壁进行热量的交换。动画：夹套换热器列管换热器套管式换热器冷流体进冷流体出热流体进热流体出4.工业换热方法（重点、难点）3）蓄热式换热：蓄热式换热先将热流体的热量储存在热载体上，然后由热载体将热量传递给冷流体。4.工业换热方法蓄热体动画：蓄热式换热特点：冷、热流体交替通过蓄热体，不连续（重点、难点）理论部分小结：1.传热推动力、方向、应用2.三种传热方式（重点）3.载热体4.三种换热方法（重点）二、展示部分——传热设备1）蛇管式换热器（沉浸式、喷淋式）1、换热器类型优点：结构简单、管内能耐高压缺点：管外小优点：结构简单、管内能耐高压、管外比沉浸式大缺点：喷淋不易均匀、占地面积大2）套管式换热器1.换热器类型优点：结构简单能耐高压K或tm大缺点：结构不紧凑A/V小接头多，易漏3）夹套式换热器1.换热器类型优点：结构简单缺点：A小、釜内小强化措施：釜内加搅拌、釜内加蛇管、外循环4）板式换热器1.换热器类型优点：结构紧凑、操作灵活、K大缺点：耐温、耐压差,易漏、处理量小5）热管式换热器1.换热器类型特点：传热高效且稳定、结构简单动画演示6）列管式换热器1.换热器类型应用广泛，重点介绍2.列管换热器（重点）1）结构（对照实际模型）壳体、管束、管板、封头等动画展示列管换热器2）管程：管内流过的流体。单管程、双管程、多管程壳程：流体在壳体与管束内通过一次。2.列管换热器单程列管式换热器双程列管式换热器12336654457（重点）3）列管换热器类型2.列管换热器固定管板式：如何适应热胀冷缩？热补偿问题？（重点）3）列管换热器类型2.列管换热器浮头式换热器：与固定管板式在构造上有什么区别？浮头有什么作用？点击播放（重点）3）列管换热器类型2.列管换热器U型管式换热器：热补偿在哪里？点击播放（重点）3）列管换热器类型2.列管换热器有补偿圈的换热器：与浮头式、U型管式热补偿的区别？点击播放（重点）换热器部分小结：1.换热器类型2.列管换热器（重点）3.热补偿化工单元操作实训室传热实训单元：认识设备、了解流程。三、实践部分实训室纪律、安全1.传热的三种方式及特点；2.三种换热方法；3.冷、热载热体；4.换热器类型及传热过程；5.列管式换热器的结构和特点；6.列管式换热器的类型。四、总结请完成作业：教材125页：一.2，一.12，二.1分组动手制作列管换热器模型本次内容到此结束！谢谢大家！