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中药制剂工艺传热第1页/共134页 2第一节概述(Introduction)第二节热传导(Thermal conduction)第四节传热计算 (Heater transfer calculations)第三节对流传热(Thermal convection)第五节换热器 (Heater exchanger)目 录(CONTENTS)第2页/共134页 3一、传热高温 低温由于温度差而引起的能量转移过程方向：推动力：温度差二、传热的应用三、传热的要求强化(enhance) 削弱(weaken)化学反应(chemical reaction) 分离(separation) 第一节 概述第3页/共134页 4四、传热方式1.热传导(Thermal conduction)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 气体：分子不规则运动液体：原子、分子等在平衡位置的振动金属固体：自由电子的运动 机理第4页/共134页 52.热对流(Thermal convection)流体各部分之间发生相对位移而产生的热量传递 自然对流:温度差→密度差→相对位移强制对流:外力作用第5页/共134页 63.热辐射(Thermal radiation)因热而产生的电磁波在空间的能量传递过程 特点：①不需要介质，在真空中也可以传递②传热的同时发生能量转换③只有温度很高时才以热辐射形式传热Stefan-Boltzmann law 四次方定律第6页/共134页 第7页/共134页 第8页/共134页 92.套管换热器(Double-pipe exchanger)外传热面积： 内传热面积： 平均传热面积： 基准传热面积:第9页/共134页 10第10页/共134页 11第11页/共134页 123.列管式换热器(Tubular exchanger) 单程列管式换热器1、2、7、8-接管;3-管壳;4-管束;5-管板;6、10-封头;9-折流板基准面积管程流体 壳程流体 第12页/共134页 13第13页/共134页 14第14页/共134页 15五、传热速率与热通量1.传热速率Q:(Heat transfer rate)单位时间内在整个传热面积上传递的热量。W 2.热通量q：(Heat transfer flux)单位面积的传热速率。W /m23.传热三要素：总传热系数总传热面积平均温差第15页/共134页 16第二节 热传导 Thermal conduction一、基本概念二、平壁的稳态热传导三、圆筒壁热传导第16页/共134页 17一、基本概念1.温度场(temperature field)：非稳态:(steady-state)稳态：(unsteady-state)2.等温面(isothermal surface)等温面互不相交，等温面上没有热量传递 各点温度分布的总和同一时刻温度场中相同温度各点所组成的面BACK第17页/共134页 183.温度梯度:(temperature gradient)若为稳态一维温度场：沿等温面法线方向的温度变化率Δt—两等温面温差? Δn—两面间垂直距离?? 第18页/共134页 195、导热系数λ：4、傅立叶定律： (Fourier’s law)热传导时,其传热速率与温度梯度及传热面积成正比 λ表示物质导热能力的大小1)物理意义 第19页/共134页 202)影响因素物质种类温度金属材料和液体： 非金属材料和气体： 第20页/共134页 211.单层平壁：二、平壁的稳态热传导——近似稳态一维传热平均温度下导热系数BACK第21页/共134页 22导热热阻第22页/共134页 23例:平壁S=20m2,b=0.37m,t1=1650oC,t2=300oC,材料导热系数?=0.815+0.00076t(t:oC，?:W/(m?oC))。试求平壁Q、q和t分布。 解:第23页/共134页 24第24页/共134页 252.多层平壁稳态热传导：1)三层：第25页/共134页 262)n层平板：可以计算中间壁面的温度,如 热阻越大(保温性能越好)，温度差越大 第26页/共134页 27例：燃烧炉最内层耐火砖b1=150mm,中间层绝热砖b2=290mm,最外层普通砖b2=228mm。已知t1=1016oC,t4=34oC，求t2和t3。设各层接触良好。 ?1=1.05W/(m?oC),?2=0.15W/(m?oC),?3=0.81W/(m?oC) 解:第27页/共134页 28材料?，W/m?oCR?，m2? oC/W?t，oC耐火砖1.050.142959.5绝热砖0.151.933805.1普通砖0.810.2815117.4第28页/共134页 291.单层圆筒：三、圆筒壁热传导BAC