化工原理第四章传热2.本章学习要点（3）典型的间壁式换热器套管式换热器是最简单的间壁式换热器，冷热流体分别流经内管和环隙，而进行热的传递。管壳式换热器是应用最广泛的换热设备。在管壳式换热器中，在管内流动的流体称为管程流体，而另一种在壳与管束之间从管外表面流过的流体称为壳程流体。传热速率和热通量是评价换热器性能的重要指标。传热速率Q是指单位时间内通过传热面的热量，其单位为W，可表示传热的快慢。热通量则是指每单位面积的传热速率，其单位为W/m2。（4）载热体及其选择起加热作用的载热体称为加热剂（或加热介质）；起冷却（冷凝）作用的载热体称为冷却剂（或冷却介质）。对于一定的传热过程，选择的载热体及工艺条件决定了需要提供或取出的热量，从而决定了传热过程的操作费用。4．2热传导热量不依靠宏观混合运动而从物体中的高温区向低温区移动的过程叫热传导，简称导热。②傅立叶定律描述热传导现象的物理定律为傅立叶定律（Fourier’sLaw），其数学表达式为：（3）平面壁的热传导①单层平壁热传导假设材料均匀，导热系数不随温度变化，平壁内的温度仅沿垂直于平壁的方向变化，忽略热损失。是最简单的定态、一维、平壁热传导，则有：此式适用于λ为常数的定态传热过程。此式表明导热系数与导热推动力成正比，与导热热阻成反比；还可以看出，导热距离愈大、传热面积和导热系数愈小，则导热热阻愈大。（4）圆筒壁的热传导化工生产中，经常遇到圆筒壁的热传导问题，它与平壁热传导的不同之处在于圆筒壁的传热面积和热通量不再是常量，而是随半径而变；同时温度也随半径而变，但传热速率在稳态时依然是常量。①单层圆壁的热传导速率方程②多层圆壁的热传导速率方程4．3对流传热概述4．3．1对流传热速率方程和对流传热系数（1）对流传热速率方程对流传热是一个复杂的传热过程，影响对流传热速率的因素很多，因此目前的工程计算仍按半经验法处理。对流传热速率方程可以用牛顿冷却定律表示为：（2）热边界层当流体流过固体壁面时，若二者温度不同，则壁面附近的流体受壁面温度的影响将建立一个稳定梯度，一般将流动流体中存在温度梯度的区域称为温度边界层，亦称热边界层。②总传热系数（3）平均温度差法4．5对流传热系数关联式（3）流体无相变时的对流传热系数（2）换热器传热过程的强化①增大传热面积②增大平均温度差③增大总传热系数圆筒壁导热计算壁面平均面积换热器的核算解：（1）求K并核算S℃换热器的操作与调节解：（1）水蒸气耗量计算W/(m2·℃)第五章吸收5．1．1气液平衡关系（2）定态的对流扩散速率方程（4）吸收速率方程吸收速率方程的一般表达式为：吸收速率=（吸收系数）╳（吸收推动力）=（吸收推动力）/（吸收阻力）①用分吸收系数表示的吸收速率方程各种吸收系数之间的关系回收率（又称吸收率）的定义式为：吸收剂用量的大小与吸收的操作费用和设备费用密切相关。在L>Lmin前提下，若L愈大，塔高可降低，设备费用较低，但操作费用较高；反之，若L愈小，则操作费用减低而设备费用增高。故选择适宜的吸收剂用量，使两者费用之和最低。为此需通过经济衡算确定适宜的吸收剂用量和适宜的液气比。但是一般取经验值即：②传质单元高度（2）等板高度法Z=NT（HETP）吸收塔理论板可用以下两法求得：①梯级图解法与两组分精馏塔理论板图解法相同。②解析法（2）减小吸收过程阻力（即提高传质系数）①开发和采用新型填料，使填料的比表面积增加。②改变操作条件，对气膜控制的物系，宜增大气速和增强气相湍动；对液膜控制的物系，宜增大液速和湍动。此外吸收稳定不能过低，否则分子扩散系数减小、粘度增大，致使吸收阻力增加。E=P·m=101.325×1.436=145.5kPakmol/（m3·kPa）解：首先对已知数据进行处理③求填料层高度Z吸收塔操作型计算1.本章应掌握的内容（1）气液平衡的作用①选择分离方法依据物系的气液相平衡关系，对特定的分离任务，可确定或选择分离方法，例如对相对挥发度近于1的物系，宜采用特殊精馏或萃取等分离操作。②在相图（t-x-y）上说明蒸馏原理利用多次部分气化和部分冷凝的操作。可使物系得到所需要的高纯度分离。相对挥发度愈大，相图（x-y)中平衡线偏离对角线愈远，分离愈易。③气液平衡关系是精馏过程的特征方程即是计算理论板数的基本方程之一。④利用气液平衡关系，可分析、判断精馏操作中的实际问题例如在精馏塔中，恒压下操作，温度和组成间具有对应关系，因此可利用易于测量的温度来判断难于测量的浓度。实际生产中，时常在精馏塔的适应部位（灵敏板）上安装温度计，用它来控制、调节整个精馏过程。（2）气液平衡的表达方式6.1.2物料衡算6.1.3传递速率关系精馏过程本质上气液两相传质过程，在塔板上发生