熱質(zhì)交換第1章 緒論

1、第章第章 緒緒 論論 1.1 三種傳遞現(xiàn)象的類比三種傳遞現(xiàn)象的類比 1.2 熱質(zhì)交換設(shè)備的分類熱質(zhì)交換設(shè)備的分類 1.3 本門課程在專業(yè)中的地位本門課程在專業(yè)中的地位 與作用與作用 1.4 本門課程的主要研究內(nèi)容本門課程的主要研究內(nèi)容 一、三種傳遞現(xiàn)象的類比一、三種傳遞現(xiàn)象的類比 當(dāng)流體中存在速度、溫度和濃度的當(dāng)流體中存在速度、溫度和濃度的梯度時，則分別發(fā)生動量、熱量和質(zhì)量梯度時，則分別發(fā)生動量、熱量和質(zhì)量的傳遞現(xiàn)象。動量、熱量和質(zhì)量的傳遞，的傳遞現(xiàn)象。動量、熱量和質(zhì)量的傳遞，既可以是由分子的既可以是由分子的微觀微觀運動引起的運動引起的分子分子擴散擴散，也可以是由旋渦混合造成的流體，也可以是由

2、旋渦混合造成的流體微團(tuán)的微團(tuán)的宏觀宏觀運動引起的運動引起的湍流傳遞湍流傳遞。 1. 分子傳遞（傳輸）性質(zhì)分子傳遞（傳輸）性質(zhì) 流體的流體的粘性粘性、熱傳導(dǎo)性熱傳導(dǎo)性和和質(zhì)量擴散性質(zhì)量擴散性通稱為流通稱為流體的分子傳遞性質(zhì)。體的分子傳遞性質(zhì)。 當(dāng)流場中速度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果當(dāng)流場中速度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生切應(yīng)力產(chǎn)生切應(yīng)力 。 溫度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生熱傳溫度分布不均勻時，分子傳遞的結(jié)果產(chǎn)生熱傳導(dǎo)。導(dǎo)。 在多組分的混合流體中，如果某種組分的濃度在多組分的混合流體中，如果某種組分的濃度分布不均勻，分子傳遞的結(jié)果便引起該組分的分布不均勻，分子傳遞的結(jié)果便引起該組分的質(zhì)

3、量擴散質(zhì)量擴散。 牛頓粘性定律牛頓粘性定律v兩個作直線運動的流兩個作直線運動的流體層之間的切應(yīng)力正體層之間的切應(yīng)力正比于垂直于運動方向比于垂直于運動方向的速度變化率，即的速度變化率，即dydudyud)(v對于均質(zhì)不可壓縮流對于均質(zhì)不可壓縮流體，上式可改寫為：體，上式可改寫為：傅立葉定律傅立葉定律 v在均勻的各向同性材料內(nèi)在均勻的各向同性材料內(nèi)的一維溫度場中，通過的一維溫度場中，通過導(dǎo)導(dǎo)熱熱方式傳遞的熱量通量密方式傳遞的熱量通量密度為：度為： dydtqv對于恒定熱容量的流體，上式可改寫為：對于恒定熱容量的流體，上式可改寫為： dytdadytdq)c()c(cppp費克定律費克定律 v在無總

4、體流動或靜止的雙組在無總體流動或靜止的雙組分混合物中，若組分分混合物中，若組分A A的質(zhì)量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)C C* *A A的分布為一維的，則的分布為一維的，則通過分子擴散傳遞的組分通過分子擴散傳遞的組分A A的的質(zhì)量通量密度為質(zhì)量通量密度為： dydCDmAABA*v對于混合物密度為常數(shù)的對于混合物密度為常數(shù)的情況，上式可改寫為情況，上式可改寫為： dydDmAABA總結(jié)總結(jié) 動量傳遞公式表明：動量通量密度正比動量傳遞公式表明：動量通量密度正比于動量濃度的變化率。于動量濃度的變化率。 能量傳遞公式表明：能量通量密度正比能量傳遞公式表明：能量通量密度正比于能量濃度的變化率。于能量濃度的變化率。

5、質(zhì)量傳遞公式表明：組分質(zhì)量傳遞公式表明：組分A A的質(zhì)量通量密的質(zhì)量通量密度正比于組分度正比于組分A A的質(zhì)量濃度的變化率。的質(zhì)量濃度的變化率。dydCFD統(tǒng)一公式統(tǒng)一公式:2. 湍流傳遞性質(zhì)湍流傳遞性質(zhì) dyudtdytdqttdydDmAABtAtdyuddyudeffttS)(dytddytdqefftS)(dydDdydDDmAABeffAABtABS)(二、二、 熱質(zhì)交換設(shè)備的分類熱質(zhì)交換設(shè)備的分類 （一）按工作原理分類（一）按工作原理分類 間壁式間壁式 直接接觸式直接接觸式蓄熱式蓄熱式 熱管式熱管式（二）按照（二）按照冷冷熱流體流動方向分類熱流體流動方向分類 順流式順流式 逆流式逆

6、流式 叉流式叉流式 混合式混合式 （三）按（三）按 用用 途途 分分 類類 表冷器表冷器 預(yù)熱器預(yù)熱器 加熱器加熱器 噴淋室噴淋室 過熱器過熱器 冷凝器冷凝器 蒸發(fā)器蒸發(fā)器 加濕器加濕器 暖風(fēng)機暖風(fēng)機 （四）按制造材料分類（四）按制造材料分類 金屬材料金屬材料 ，非金屬材料及稀有金屬材料等類型。，非金屬材料及稀有金屬材料等類型。 1、順流換熱器、順流換熱器 2、逆流換熱器、逆流換熱器3、叉流換熱器、叉流換熱器 示意圖 兩種流體均不混合 一種流體混合另一種不混合 4、混流換熱器、混流換熱器 (c) 總趨勢為逆流的混合流； (a)先順后逆的平行混流； (b) 先逆后順的串聯(lián)混流；(d) 總趨勢為順

7、流的混合流。各種流動型式比較：各種流動型式比較： 發(fā)生相變時冷、熱流體的溫度變化圖發(fā)生相變時冷、熱流體的溫度變化圖冷凝器中的溫度變化；冷凝器中的溫度變化；(a) 蒸發(fā)器中的溫度變化蒸發(fā)器中的溫度變化可可 作作 為為 純純 順順 流流 的的實實 際際 工工 程程 中中 的的 混混 合合 流流 名名 稱稱型型 式式傳傳 熱熱 機機 理理表冷器表冷器間壁式間壁式對流對流導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流噴淋室噴淋室直接接觸式直接接觸式接觸傳熱、傳質(zhì)接觸傳熱、傳質(zhì)蒸發(fā)器（鍋爐）蒸發(fā)器（鍋爐）間壁式間壁式輻射輻射導(dǎo)熱導(dǎo)熱兩相傳熱兩相傳熱蒸發(fā)器（制冷）蒸發(fā)器（制冷）間壁式間壁式對流對流導(dǎo)熱導(dǎo)熱蒸發(fā)蒸發(fā)過熱器過熱器間壁式間壁

8、式輻射輻射+對流對流導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流省煤器省煤器間壁式間壁式對流對流(輻射分額少輻射分額少)導(dǎo)熱導(dǎo)熱對對流流空氣預(yù)熱器空氣預(yù)熱器間壁式或蓄熱式間壁式或蓄熱式對流對流導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流蒸汽噴射泵蒸汽噴射泵直接接觸式直接接觸式接觸傳熱、傳質(zhì)接觸傳熱、傳質(zhì)冷凝器冷凝器間壁式間壁式凝結(jié)凝結(jié)導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流冷卻塔冷卻塔直接接觸式直接接觸式接觸傳熱、傳質(zhì)接觸傳熱、傳質(zhì)蒸汽加熱器蒸汽加熱器間壁式間壁式凝結(jié)凝結(jié)導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流熱水加熱器熱水加熱器間壁式間壁式對流對流導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流除氧器除氧器直接接觸式直接接觸式接觸傳熱、傳質(zhì)接觸傳熱、傳質(zhì)蒸汽加濕器蒸汽加濕器直接接觸式直接接觸式接觸傳熱、傳質(zhì)接觸傳熱、傳質(zhì)散熱

9、器散熱器間壁式間壁式對流對流導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流+輻射輻射暖風(fēng)機暖風(fēng)機間壁式間壁式對流（或凝結(jié)）對流（或凝結(jié)）導(dǎo)熱導(dǎo)熱對流對流熱質(zhì)交換設(shè)備型式與傳熱機理熱質(zhì)交換設(shè)備型式與傳熱機理表表建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)常見建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)常見的的三、本課程在專業(yè)中的地位與作用三、本課程在專業(yè)中的地位與作用 冷凝器中的熱量傳遞過程冷凝器中的熱量傳遞過程 本課程是將本課程是將傳熱學(xué)傳熱學(xué)、流體力流體力學(xué)學(xué)、工程熱力學(xué)工程熱力學(xué)、供熱工程供熱工程、工業(yè)通風(fēng)工業(yè)通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)、空調(diào)空調(diào)用制冷技術(shù)用制冷技術(shù)、鍋爐及鍋爐房設(shè)備鍋爐及鍋爐房設(shè)備等課程中牽涉到流體熱質(zhì)交換原理及相等課程中牽涉到流體熱質(zhì)交換原理及相應(yīng)設(shè)備的內(nèi)容抽出，經(jīng)綜合