一類以熱量傳遞為主要理論基礎(chǔ)的單元操作，主要有換熱和蒸發(fā)等。傳熱過(guò)程普遍存在于各工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，與化學(xué)工業(yè)的關(guān)系尤為密切，主要用于：①物料的加熱、冷卻、汽化和冷凝，以達(dá)到或維持生產(chǎn)工藝所要求的溫度和相態(tài)；②熱量的回收，以提高能量利用率;③設(shè)備的保溫，以減少熱量或冷量的損失，并改善勞動(dòng)條件;④溶液的蒸發(fā)，以取得濃縮的溶液或純凈的溶劑。此外，化工生產(chǎn)中的許多單元操作（如蒸餾、干燥、制冷等）和反應(yīng)過(guò)程均涉及熱量傳遞，這些過(guò)程的設(shè)計(jì)、操作和控制也都要利用傳熱過(guò)程的規(guī)律。
化工生產(chǎn)中冷熱流體間的傳熱，大都通過(guò)間壁進(jìn)行。單位時(shí)間內(nèi)熱流體通過(guò)設(shè)備的總傳熱面積傳遞給冷流體的熱量，稱為熱流量φ。它可表示為：
式中R為總熱阻；K為傳熱系數(shù)；A為傳熱面積;T－t為熱流體與冷流體的溫差，是傳熱推動(dòng)力。
冷熱流體間通過(guò)間壁的傳熱，至少包括三個(gè)串聯(lián)的步驟（見(jiàn)圖）：
①熱量靠對(duì)流傳熱自熱流體傳給壁面；②熱量自壁面高溫側(cè)靠熱傳導(dǎo)傳至低溫側(cè)；③熱量靠對(duì)流傳熱自壁面?zhèn)鹘o冷流體。對(duì)于定態(tài)過(guò)程，各步驟傳遞的熱量必定相等，當(dāng)壁面兩側(cè)面積相等時(shí)，可以證明：
式中 α1和 α2分別為壁面兩側(cè)傳熱分系數(shù)；λ為間壁材料的熱導(dǎo)率；δ為間壁厚度。此式表明傳熱的總熱阻等于三個(gè)串聯(lián)的分熱阻之和。其中δ/λ的值，當(dāng)間壁為金屬材料時(shí)通常比其余兩項(xiàng)小得多。
單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位傳熱面積所傳遞的熱量，稱為熱量通量（又稱熱流密度）q，也就是：
q＝dφ/dA
熱量通量是反映傳熱過(guò)程強(qiáng)度的特征量，可表示為：
q＝K(T-t)
當(dāng)兩流體通過(guò)間壁傳熱時(shí)，流體的溫度往往沿壁面發(fā)生變化，為計(jì)算通過(guò)整個(gè)壁面的熱流量，必須對(duì)熱量通量沿整個(gè)壁面積分，這就是傳熱基本方程式，它可寫作：
φ＝KAΔtm
式中Δtm為平均溫度差。
平均溫度差的大小與冷熱兩流體沿壁面流動(dòng)的方向有關(guān)。當(dāng)兩流體作逆流或并流流動(dòng)時(shí)，平均溫度差為壁面兩端溫度差Δt1和Δt2的自然對(duì)數(shù)平均值，即：
當(dāng)冷熱兩流體的進(jìn)出口溫度一定時(shí)，逆流流動(dòng)的平均溫度差最大，并流時(shí)的最小，其他各種流動(dòng)方式則介于兩者之間。但當(dāng)有一個(gè)流體溫度保持不變時(shí)（如冷凝、沸騰），則流動(dòng)方式對(duì)平均溫度差沒(méi)有影響。
版權(quán)：如無(wú)特殊注明，文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)，侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系cnmhg168#163.com刪除！文件均為網(wǎng)友上傳，僅供研究和學(xué)習(xí)使用，務(wù)必24小時(shí)內(nèi)刪除。
