傳熱是物質(zhì)在溫度差作用下所發(fā)生的熱量傳遞過程。無論在物體內(nèi)部或者物體之間,，只要存在著溫度差,，熱量就將以某一種或同時以某幾種方式自發(fā)地從高溫處傳向低溫處。因此傳熱是自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中極普通的一種傳熱現(xiàn)象,。在幾乎所有的工業(yè)部門，如化工,、能源,、冶金、機(jī)械,、建筑等都涉及許多傳熱相關(guān)問題,。
一．化工生產(chǎn)中的傳熱
在化工生產(chǎn)過程中，存在著大量與傳熱相關(guān)的工藝過程,。因?yàn)榻^大多數(shù)的化學(xué)反應(yīng)和物理過程均要在一定的溫度條件下進(jìn)行,，這就要求向系統(tǒng)輸入或輸出熱量。因此,，傳熱是化學(xué)工業(yè)中常見的單元操作之一,，傳熱設(shè)備在化工廠設(shè)備投資中通常都占有很大比例，有些可達(dá)30%以上,。
在化工生產(chǎn)中,，傳熱的應(yīng)用主要有以下兩個方面：
1.強(qiáng)化傳熱
為了使物料滿足所要求的操作溫度進(jìn)行的加熱或冷卻，希望熱量以所期望的速率進(jìn)行傳遞,，如各種換熱器設(shè)備中的傳熱,。
2.削弱傳熱
為了使物料或設(shè)備減少熱量散失，而對管道或設(shè)備進(jìn)行的保溫或冷卻,。
化學(xué)工業(yè)能耗高,，僅次于冶金工業(yè)，因此,，應(yīng)合理利用能源,、節(jié)約能源。同時,。熱能合理利用對降低產(chǎn)品成本和環(huán)境保護(hù)都有重要意義,。
在化工生產(chǎn)中，通常采用以下三種方式進(jìn)行冷,、熱流體之間的熱交換：一種是冷熱流體直接混合交換熱能,；第二種是將；冷,、熱流體交替通過蓄熱體實(shí)現(xiàn)熱能交換,；第三種方法為間壁換熱,，即冷、熱流體通過管壁或器壁面進(jìn)行換熱,?；どa(chǎn)中大多采用間壁換熱的方式來進(jìn)行熱交換。
二．傳熱過程
1.傳熱速率和熱通量
換熱器中的兩流體間傳遞的熱量,，通常由傳熱任務(wù)所規(guī)定,。熱傳遞的快慢用傳熱速率表示。傳熱速率是指單位時間內(nèi)熱流體通過整個換熱器的傳熱面?zhèn)鬟f給冷流體的熱量,。
2.穩(wěn)態(tài)傳熱和不穩(wěn)態(tài)傳熱
若傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度僅隨位置變化而不隨時間變化,，則這種傳熱過程稱為穩(wěn)態(tài)傳熱，其特點(diǎn)是通過傳熱面的傳熱速率為常量,，連續(xù)生產(chǎn)過程多為穩(wěn)態(tài)傳熱,。
若傳熱系統(tǒng)中各點(diǎn)的溫度不僅隨位置發(fā)生變化，而且也隨時間變化,，則這種傳熱過程稱為不穩(wěn)態(tài)傳熱,，連續(xù)生產(chǎn)的開、停車及間歇生產(chǎn)過程為不穩(wěn)態(tài)傳熱過程,。
3.傳熱肌理
任何熱量的傳遞只能通過傳導(dǎo),、對流和輻射三種方式進(jìn)行。
（1）熱傳導(dǎo)
熱傳導(dǎo)又稱導(dǎo)熱,。物體各部分之間不發(fā)生相對位移時,，依靠分子、原子或電子等微觀粒子的熱運(yùn)動而產(chǎn)生的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo),。氣體,、液體和固體的熱傳導(dǎo)肌理是不同的。在氣體中,，熱傳導(dǎo)是氣體分子不規(guī)則運(yùn)動時相互碰撞使熱量從高溫處遷移到低溫處,。在大部分液體和不良導(dǎo)體的固體中，熱傳導(dǎo)是由分子的動量傳遞所致,。在金屬固體中,，自由電子的運(yùn)動對熱量傳導(dǎo)起著重要作用。
（2）對流
對流僅發(fā)生于流體中,，它是指由于流體的宏觀運(yùn)動使流體各部分之間發(fā)生相對位移而導(dǎo)致的熱量傳遞過程,。由于流體間各部分是相互接觸的，處了流體的整體運(yùn)動所帶來的熱對流之外,，還有由于流體的微觀粒子運(yùn)動造成的熱傳導(dǎo),。在工程將流體經(jīng)固體表面時的熱量傳遞過程，稱之為對流傳熱,。
（3）熱輻射
輻射是一種通過電磁波傳遞能量的過程,。物體因熱的原因發(fā)出輻射能的現(xiàn)象稱為熱輻射,。自然界中各個物體都不停地向其周圍空間發(fā)出熱輻射，同時又不斷地吸收其他物體發(fā)出的輻射能,。輻射與吸收過程的綜合結(jié)果就造成了以輻射方式進(jìn)行物體間的熱量傳遞,，即發(fā)射時由內(nèi)能轉(zhuǎn)換為輻射能，吸收時又從輻射能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能,。雖然物體能夠以熱輻射的方式進(jìn)行熱量傳遞,，但一般只有在物體溫度較高，物體間溫差較大時,，輻射傳熱才作為主要傳熱方式,。
實(shí)際傳熱過程往往是兩種或三種傳熱方式的組合。如對于間壁換熱過程,，熱能傳遞同時包含了熱傳導(dǎo)和熱對流,。
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