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1、,传热与传热设备,工业控制与环保工程系,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,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
2、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
3、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,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
4、）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,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
5、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）,
6、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,（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！,
