传热的原理和方式;传热过程就是热量从高温物体通过介质传向低温物体的过程。
传热过程需满足的条件,是物体内部或物系之间要存在温度差。
热量总是自发地由高温物体传向低温物体方,当两物体的温度差为零时传热就停止进行。
制药生产中研究传热过程的目的有两个:
一是强化传热过程。对于各种换热设备而言,要求热量传递的速率越快越好;
二是削弱传热过程。对于高温或低温设备,以及一些需要保温或绝热的输送管道等,其热量传递的速率则应越慢越好。;对传热机理的研究表明,热量传递有热传导、热对流和热辐射三种基本方式。传热可依靠其中的一种或几种方式同时进行,在无外功输入时,热量总是由高温处向低温处传递。
1.热传导
热传导又叫导热,是指系统两部分之间存在温度差,此时热量将从高温部分传向低温部分,或从高温物体传向与它接触的低温物体,直至整个物体的各部分温度相等为止。
常发生于固体或静止的流体内部。;2.热对流
热对流简称对流,是在流体内部,流体质点产生相对位移而引起的热量传递过程。热对流仅发生于流体中,热对流发生时必然伴有热传导现象。工程上习惯将流体与固体壁面直接接触时,流体与壁面间的传热称为对流传热。
流体中产生对流的原因有两个:一是流体中各处的温度不同而引起了密度差异,轻的部分上浮,重的部分下沉,从而使得流体质点产生相对位移,这种对流称为自然对流;二是因泵(风机)或搅拌等其他外力作用所致的质点强制运动,这种对流称为强制对流。同一种流体中,有可能同时发生自然对流和强制对流。;3.热辐射
热辐射是指由热能转化为电磁波形式向外发射并传播能量的过程。
热辐射的物体之间以电磁波方式传递能量,且不需要任何介质。对于热力学温度0K以上的物体,都会不停地向外发射辐射能,同时又会不断地吸收来自周围其他物体发出的辐射能,并将其转化为热能。物体之间相互辐射和吸收能量的综合过程称为辐射传热。由于高温物体发射的能量多于吸收的能量,而低温物体则相反,从而使净热量由高温物体传递至低温物体。
只有当物体温度差别较大时,热辐射才能成为主要??传热方式。;(二)螺旋传热的原理和方式
制药生产过程中的传热,三种传热方式很少单独出现,大多是热传导、对流与辐射联合作用的传热过程。
对流传热与流体的流动状况密切相关。
虽然热对流是一种基本的传热方式,但由于热对流过程中往往伴随着热传导,要将两者分开处理是很困难的。;谢谢观看!