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化工单元过程及操作第四第1，2传热概述、热传导409工业分析（中）讲授、讨论、练习1.了解传热相关基本概念，掌握传热的方式和工业换热方法。2.了解常见换热器结构和工作原理。3.掌握导热系数变化规律，能结合实际进行分析。1.各传热方式、方法的特点。2.导热系数的变化规律及应用。教材、教案、教师工作资料、花名册、多媒体传热相关动画1节多媒体课，多媒体部分内容在多媒体课室上课课程引入：举几个与生活中有关热量传递的例子。10min教学过程：见附页。小结：见附页。10min布置作业：P123：4-4，4-5，4-6，4-8，4-10课堂后记：授课内容备注课程引入举几个与生活中有关热量传递的例子：凉开水、加热、冷却、冷水与热水混合等所有涉及有温度变化的过程。传热即热量传递，是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递过程。在化工生产中，大多数的化学反应都伴随着反应热的释放或吸收，为了在适宜的温度下进行反应，则需要在反应流体的外部进行冷却或加热。教学过程(第一部分：理论基础)第四章传热第一节概述一、基本概念、传热在化工生产中的应用1.传热：推动力——温度差。2.载热体热载热体：放出热量.(加热剂)冷载热体：吸收热量（冷却剂）3.蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中都离不开热量的输入和输出。4.稳定传热和非稳定传热稳定传热：T随位置变化不随时间变化。非稳定传热：T随位置变化也随时间变化。二、传热的基本方式1.热量传递的原因：物体内或系统内两部分之间的温度差引起的。2.热量传递的方向：总是由高温处自动地向低温处移动。3.热量传递的基本方式：热传导、热对流、热辐射。1)热传导特点：分子振动或相邻分子碰撞进行热量传递。物体中分子不发生相对位移。如：加热铁棒一端，另一端会逐渐变热。2)热对流特点：流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程。分自然对流和强制对流两种。3)热辐射特点：以电磁波的形式发射的一种辐射能。高于0K的物质都有热辐射。4.实际传热过程：常常是两种或三种传热方式同时出现。三、工业生产上的换热方法1.直接接触式换热适用于允许两股流体直接接触混合的场合。2.蓄热式换热操作时冷、热流体交替地流过蓄热室。3.间壁式换热适用于两股流体间需要进行热量交换而又不允许直接相混的场合。四、间壁式换热器简介1.套管式换热器10min15min30min15min由直径不同的两根管子同心套在一起组成。2.列管式换热器由壳体、管束、管板和封头等部件组成。管程：一种流体由封头处进口管进入分配室空间分配至各管内。壳程：另一种流体由壳体的进口管流入，在壳体与管束的空隙流过。第二节热传导一、导热基本方程和热导率1.热传导方程实践证明：单位时间内物体以热传导方式传递的热量Q与传热面积A成正比，与壁面两侧的温度差t1－t2成正比，而与壁面厚度成反比。即：)(21ttAQ，称为傅里叶定律──导热系数，表征材料导热性能的物性参数，越大，导热性能越好，W/(m·℃)或W/(m·K)。2.热导率（导热系数）表征物质导热能力的物性参数。固（金属非金属）液（金属液体非金属液体）气1)固体纯金属T↑，↓，纯金属比合金的大。非金属T↑，↑，同样温度下，越大，越大。2)液体液体分为金属液体和非金属液体两类，金属液体导热系数较高，后者较低。而在非金属液体中，水的导热系数最大。除水和甘油等少量液体物质外，绝大多数液体T↑，↓（略微）。一般来说，纯液体的大于溶液。3)气体气体T↑，↑。在通常压力范围内，p对的影响一般不考虑。气体不利用导热，但可用来保温或隔热。固体绝缘材料的导热系数之所以小，是因为其结构呈纤维状或多孔，其空隙率很大，孔隙中含有大量空气的缘故。（第二部分：多媒体动画）传热、换热器相关动画演示讲解小结：1.传热推动力，加热剂、冷却剂，载热体。2.传热基本方式和工业换热方法。3.导热系数及应用。4.常见换热器。40min60min10min