4.2典型的传热设备 实现两流体换热过程的设备称为换 热器。 热流体 冷流体 化工生产中遇到的多是两流体间的 热交换。热交换是指热流体经固体壁 面（间壁）将热量传给冷流体的过程。 冷、热流体被间壁隔开，它们分 热流 别在壁面两侧流动。此壁面即构成间 ·方向 壁式换热器。热由热流体以对流方式 传递到壁面一侧，通过间壁的导热， 在由壁面另一侧以对流形式传递到冷 对流 导热 对流 流体
4.2 典型的传热设备 实现两流体换热过程的设备称为换 热器。 化工生产中遇到的多是两流体间的 热交换。热交换是指热流体经固体壁 面(间壁)将热量传给冷流体的过程。 热流 方向 间 壁 热流体 冷流体 对流 导热 对流 冷、热流体被间壁隔开，它们分 别在壁面两侧流动。此壁面即构成间 壁式换热器。热由热流体以对流方式 传递到壁面一侧，通过间壁的导热， 在由壁面另一侧以对流形式传递到冷 流体
现讨论典型的间壁式换热器结构及其操作原理 1.套管式换热器 由直径不同的两根圆管组成的同心 套管。一种流体在内管中流动，另一 种流体在套管的环隙中流动，两流体 是通过内管壁面进行换热。 每一段套管称一程。程与程之间一般是上下排列，固定在管 架上。若所需传热面积较大，则可用数排并列，各排均与总管连 接而并联使用。 优点：采用标准管子与管件。构造简单，加工方便，排数和程数 伸缩性大，可距需要增减。适当地选择内、外管的直径，可使两 种流体都达到较高流速，从而提高传热系数；两流体可始终以逆 流方向流动，平均温度差最大。 缺点：接头多易泄漏，占地面积大，单位面积消耗金属量大。 传热面积：S=πdL
现讨论典型的间壁式换热器结构及其操作原理 1.套管式换热器 由直径不同的两根圆管组成的同心 套管。一种流体在内管中流动，另一 种流体在套管的环隙中流动，两流体 是通过内管壁面进行换热。 每一段套管称一程。程与程之间一般是上下排列，固定在管 架上。若所需传热面积较大，则可用数排并列，各排均与总管连 接而并联使用。 优点：采用标准管子与管件。构造简单，加工方便，排数和程数 伸缩性大，可距需要增减。适当地选择内、外管的直径，可使两 种流体都达到较高流速，从而提高传热系数；两流体可始终以逆 流方向流动，平均温度差最大。 缺点：接头多易泄漏，占地面积大，单位面积消耗金属量大。 传热面积：S=πdL
2.列管式换热器 常将若干细管组成的管束放 在一大的外管中，这种换热器 称为列管式换热器。 组成：壳体、管束、管板和封头等部分。 一种流体由封头的进口管进入，流经封头与管板的空间分配至 各管内，从另一端封头的出口管流出。另一种流体则由壳体的接 管流入，然后从壳体的另一端接管排出。为增加流体湍动程度， 通常壳体内安装若干与管束垂直的折流档板。 流体流经管束的过程，称为流经管程，将该流体称为管程（管 方)流体； 流体流经壳体环隙的过程，称为流经壳程，将该流体称为壳程 (壳方)流体
2.列管式换热器 常将若干细管组成的管束放 在一大的外管中，这种换热器 称为列管式换热器 。 组成：壳体、管束、管板和封头等部分。 一种流体由封头的进口管进入，流经封头与管板的空间分配至 各管内，从另一端封头的出口管流出。另一种流体则由壳体的接 管流入，然后从壳体的另一端接管排出。为增加流体湍动程度， 通常壳体内安装若干与管束垂直的折流档板。 流体流经管束的过程，称为流经管程，将该流体称为管程(管 方)流体； 流体流经壳体环隙的过程，称为流经壳程，将该流体称为壳程 (壳方)流体
若流体只在管程内流过一次的，称为单管程；只在壳程内流 过一次的，称为单壳程。 在换热器封头内设置隔板，将全部管子平均分成若干组，流 体在管束内来回流过多次后排出，称为多（管）程列管式换热器 如图示。 程数增多，虽然提高了管内流体的流速，增大了管内的对流 传热系数，但同时也使流动阻力增大，平均温度差降低。此外 设置隔板后占去部分布管面积而减少了传热面积。因此，程数 不宜过多，一般为双程、四程、六程。 传热面积：S=nπdL
若流体只在管程内流过一次的，称为单管程；只在壳程内流 过一次的，称为单壳程。 在换热器封头内设置隔板，将全部管子平均分成若干组，流 体在管束内来回流过多次后排出，称为多(管)程列管式换热器， 如图示。 程数增多，虽然提高了管内流体的流速，增大了管内的对流 传热系数，但同时也使流动阻力增大，平均温度差降低。此外， 设置隔板后占去部分布管面积而减少了传热面积。因此，程数 不宜过多，一般为双程、四程、六程。 传热面积：S=nπdL
4.3热传导 4.3.1热传导的基本概念 4.3.1.1温度场 温度场：在任一瞬间，物体或系统内各点的温度分布总和。 因此，温度场内任一点的温度为该点位置和时间的函数，即： t=fx,y,z,θ) 〖说明】 √若温度场内各点的温度随时间变化，此温度场为非稳态温度场 对应于非稳态的导热状态。t=f(x,y,z,9) √若温度场内各点的温度不随时间变化，此温度场为稳态温度场 对应于稳态的导热状态。t=f(X,y,z) √若物体内的温度仅沿一个坐标方向发生变化，但不随时间变化， 此温度场为一维稳态温度场t=f(X)
4.3 热 传 导 4.3.1 热传导的基本概念 4.3.1.1 温度场 温度场：在任一瞬间，物体或系统内各点的温度分布总和。 因此，温度场内任一点的温度为该点位置和时间的函数，即： t=f(x,y,z,θ) 〖说明〗 ✓若温度场内各点的温度随时间变化，此温度场为非稳态温度场， 对应于非稳态的导热状态。 t=f(x,y,z,θ) ✓若温度场内各点的温度不随时间变化，此温度场为稳态温度场， 对应于稳态的导热状态。 t=f(x,y,z) ✓若物体内的温度仅沿一个坐标方向发生变化，但不随时间变化， 此温度场为一维稳态温度场t=f(x)