化工原理(2024-2025-2)

秦瑞香、许静、蒋松山、江文、屈龙、余波

目录

  • 1 课程简介
    • 1.1 课程简介
  • 2 绪论
    • 2.1 绪论
  • 3 流体流动
    • 3.1 流体的物理性质
    • 3.2 流体静力学
    • 3.3 流体流动的基本方程
    • 3.4 流体流动现象
    • 3.5 流体在管内的流动阻力
    • 3.6 管路计算
    • 3.7 流量测量
    • 3.8 思政园地
    • 3.9 思维导图
    • 3.10 章节测验及练习题
  • 4 流体输送机械
    • 4.1 离心泵
      • 4.1.1 离心泵的工作原理和主要部件
      • 4.1.2 离心泵的主要性能参数与特性曲线
      • 4.1.3 离心泵的气蚀现象与允许安装高度
      • 4.1.4 离心泵的工作点与流量调节
    • 4.2 其它类型液体输送机械
    • 4.3 气体输送和压缩机械
    • 4.4 思政园地
    • 4.5 章节测验及练习题
    • 4.6 思维导图
  • 5 非均相物系分离
    • 5.1 概述
    • 5.2 沉降分离
    • 5.3 过滤
    • 5.4 离心机
    • 5.5 固体流态化
    • 5.6 思政园地
    • 5.7 章节测验及练习题
    • 5.8 思维导图
  • 6 传热
    • 6.1 概述
    • 6.2 热传导
    • 6.3 对流传热概述
    • 6.4 传热过程计算
    • 6.5 对流传热系数关联式
    • 6.6 辐射传热
    • 6.7 换热器
    • 6.8 思政园地
    • 6.9 思维导图
    • 6.10 章节测验及练习题
  • 7 蒸发
    • 7.1 蒸发设备
    • 7.2 单效蒸发
    • 7.3 多效蒸发
    • 7.4 思政园地
    • 7.5 思维导图
    • 7.6 章节测验及练习题
  • 8 蒸馏
    • 8.1 概述
    • 8.2 两组分溶液的气液平衡
    • 8.3 平衡蒸馏和简单蒸馏
    • 8.4 精馏原理和流程
    • 8.5 两组分连续精馏的计算
      • 8.5.1 物料衡算和操作线方程
      • 8.5.2 理论板层数的求法
      • 8.5.3 回流比的影响及其选择
      • 8.5.4 塔高和塔径的计算及精馏过程的节能措施
    • 8.6 间歇精馏
    • 8.7 恒沸精馏和萃取精馏
    • 8.8 思政园地
    • 8.9 思维导图
    • 8.10 章节测验及练习题
  • 9 吸收
    • 9.1 气体吸收的相平衡关系
    • 9.2 传质机理与吸收速率
    • 9.3 吸收塔的计算
    • 9.4 吸收系数
    • 9.5 其他条件下的吸收和脱吸
    • 9.6 思政园地
    • 9.7 思维导图
    • 9.8 章节测验及练习题
  • 10 蒸馏和吸收塔设备
    • 10.1 概述
    • 10.2 板式塔
    • 10.3 填料塔
    • 10.4 思政园地
    • 10.5 思维导图
    • 10.6 章节测验及练习题
  • 11 液-液萃取
    • 11.1 概述
    • 11.2 三元体系的液-液平衡
    • 11.3 萃取过程的流程和计算
    • 11.4 思政园地
    • 11.5 思维导图
    • 11.6 章节测验及练习题
  • 12 干燥
    • 12.1 湿空气的性质及湿焓图
    • 12.2 干燥过程的物料衡算与热量衡算
    • 12.3 固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系
    • 12.4 干燥设备
    • 12.5 思政园地
    • 12.6 章节测验及练习题
  • 13 结晶和膜分离
    • 13.1 结晶
    • 13.2 膜分离
    • 13.3 思政园地
    • 13.4 思维导图
    • 13.5 章节测验及练习题
对流传热概述
  • 1 对流传热概述
  • 2 视频
  • 3 教案PPT
  • 4 习题检测
  • 5 思维导图

1、对流传热的定义:流体流过固体壁面(流体温度与壁面温度不同)时的传热过程称为对流传热。它在化工传热过程(如间壁式换热器)中占有重要的地位:


2、对流传热速率方程:

对流传热系数,

也称为牛顿冷却系数。


换热器的传热面积有不同的表示方法,可以是管内侧或管外侧表面积。例如,若热流体在换热器的管内流动,冷流体在管间(环隙)流动,则对流传热速率方程式可分别表示为:


3、对流传热机理分析和热边界层:对流传热是借流体质点的移动和混合而完成的,因此对流传热与流体流动状况密切相关;当流体流过固体壁面时,由于流体黏性的作用,使壁面附近的流体减速而形成流动边界层,边界层内存在速度梯度。




4、保温层的临界直径

通常,热损失随保温层厚度的增加而减少。但是在小直径圆管外包扎性能不良的保温材料,随保温层厚度增加,可能反而使热损失增大。


热损失可表示为:


式中R1为保温层的热传导热阻,R2为保温层外壁与空气的对流传热热阻。

当保温层厚度增加(ri不变,ro增大)时,热阻R1虽然增大,但是热阻R2反而下降,因此有可能使总热阻(R1+R2)下降,导致热损失增大。

解得一个Q为最大值时的临界半径:


习惯上以rc表示Q最大时的临界半径,故

 

dc为保温层的临界直径。若保温层的外径小于dc,则增加保温层的厚度反而使热损失增大。只有在do>2λ/α下,增加保温层的厚度才使热损失减少。