传热过程分析(5.1)--传热过程计算与换热器

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　化工生产中大多数情况不允许冷、热两种流体在换热过程中混合，所以要通过间壁式传热来进行热量交换。间壁式传热由固体内部的热传导及各种流体与固体表面间的对流传热组合而成。对于热传导和各种情况下的对流传热所遵循的规律已在上一章进行了详细阐明，本章将在此基础上进一步讨论传热过程的计算问题，并介绍工业上实现这些传热过程的热交换设备-换热器。
  如图5-1所示，热流体通过间壁与冷流体进行热量交换的传热过程分为三步进行：
（1）热流体以对流传热方式将热量传给固体壁面；
（2）热量以热传导方式由间壁的热侧面传到冷侧面；
（3）冷流体以对流传热方式将间壁传来的热量带走。
　　在上述三个步骤中，第（2）步通过间壁的传热纯属热传导，第（1）与（3）步为流体与间壁固体之间的传热，主要依靠对流传热，但是对于高温的多原子气体或含固体颗粒的气体，流体与壁面之间的辐射传热也不容忽视。由于在化工生产中经常遇到的是温度不太高的流体之间的传热过程，因而在传热过程计算中通常忽略流体与间壁之间的辐射传热。
图5-1中示出了沿热量传递方向从热流体到冷流体的温度分布情况。热流体以对流方式将热量传给间壁的一侧，如果热流体不发生相变，则热流体的温度逐渐降低；在间壁中沿热流方向温度降低；当热量传给冷流体后，如果冷流体也不发生相变，则其温度将逐渐升高。