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1、傳熱學(xué)溶出基本知識(shí)概要學(xué)習(xí)大綱一、傳熱學(xué)知識(shí)介紹二、高壓溶出組成及熱耗、汽耗分析三、我國幾種典型溶出工藝介紹第一部分傳熱學(xué)基本知識(shí)2、熱量定義:物體吸收或放出熱能的多少。熱量的單位國際單位制中:J,kJ工程單位制中:cal,kcal換算關(guān)系:1kcal=4.19kJ熱量與能量的區(qū)別:我們可以說一個(gè)物體含有多少能量,但我們不能說它含有多少熱量。熱量是一個(gè)過程量,只有在物體通過熱傳遞交換熱能才談得上熱量。我們可以說一個(gè)物體放出多少熱量,吸收多少熱量。3、傳熱的基本方式導(dǎo)熱熱對(duì)流熱輻射4、穩(wěn)定傳熱的基本概念穩(wěn)定傳熱傳熱中溫度差保持一恒定值,即不隨時(shí)間有所變化。
2、不穩(wěn)定傳熱傳熱中溫度差隨時(shí)間變化而變化。本章無特別說明的傳熱現(xiàn)象都是指穩(wěn)定傳熱。§2穩(wěn)定導(dǎo)熱一、定義溫度不同的物體直接接觸,溫度較高的物體把熱能傳給溫度較低的物體,或在同一物體內(nèi)部,熱能從溫度較高的部分傳給溫度較低部分的傳熱現(xiàn)象。二、計(jì)算公式單層墻壁t1>t2,溫度恒定不變,熱能以導(dǎo)熱方式由墻體內(nèi)表面經(jīng)墻體傳向墻的外表面。單位時(shí)間的導(dǎo)熱量-墻壁的傳熱面積。-墻壁的厚度。-通過單層平壁的導(dǎo)熱量。-墻壁外表面的溫度。-墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)。-墻壁內(nèi)表面的溫度。熱流強(qiáng)度:單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。墻體材料的導(dǎo)熱系數(shù)λ,是材料導(dǎo)熱性能的一個(gè)指標(biāo),由材料本身決定
3、。材料導(dǎo)熱系數(shù)大,導(dǎo)熱性能好;反之,導(dǎo)熱性能差。Rλ稱為熱阻,是熱流通過墻壁時(shí)遇到的阻力,或者說墻壁抵抗熱流通過的能力。Rλ與λ成反比關(guān)系?!?對(duì)流換熱一、對(duì)流換熱的特征及影響因素1、定義依靠流體的運(yùn)動(dòng),熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象稱之為熱對(duì)流。2、特征傳熱過程中流體質(zhì)點(diǎn)發(fā)生了相對(duì)位移,而熱傳導(dǎo)中質(zhì)點(diǎn)并不發(fā)生相對(duì)位移。3、熱對(duì)流與對(duì)流換熱的區(qū)別熱對(duì)流是基本傳熱方式的一種。對(duì)流換熱不是基本傳熱方式,而是一種復(fù)雜的傳熱過程,既有熱對(duì)流作用,同時(shí)又有導(dǎo)熱作用。4、影響對(duì)流換熱的因素(1)流動(dòng)的起因自然對(duì)流受迫對(duì)流(2)流體的流動(dòng)狀態(tài)層流紊流(3)流體的物理性質(zhì)
4、導(dǎo)熱系數(shù)、熱容、密度、動(dòng)力粘度等。(4)換熱表面的幾何尺寸、形狀與大小二、對(duì)流換熱計(jì)算-對(duì)流換熱熱流強(qiáng)度。-墻壁的換熱面積。-單位時(shí)間的對(duì)流換熱量。-流體的溫度。-對(duì)流換熱系數(shù),其大小反映了對(duì)流換熱的強(qiáng)弱。-墻面的溫度。變換公式的形式,可得:-對(duì)流換熱熱阻,與對(duì)流換熱系數(shù)成反比?!?輻射換熱一、熱輻射的本質(zhì)和特點(diǎn)1、定義2、特點(diǎn):不依靠物質(zhì)的直接接觸而進(jìn)行能量傳遞。伴隨能量形式兩次轉(zhuǎn)化:內(nèi)能→電磁波能→內(nèi)能。只要T>OK,物體都會(huì)不斷向周圍發(fā)射熱射線。即使沒有溫差,也存在熱輻射,只不過物體輻射和吸收的能量相等,處于動(dòng)態(tài)平衡。二、輻射能的吸收、反射和透射根
5、據(jù)能量守恒定律,有:兩邊同除以:-分別為吸收率、反射率、透射率。黑體:能吸收全部熱射線的物體,即。白體:能反射全部熱射線的物體,即。透明體:能透過全部熱射線的物體,即。在自然界中,絕對(duì)黑體、白體和透明體的是不存在的。三、熱輻射的基本定律在所有的物體中,黑體輻射能力最強(qiáng),其他物體輻射能力小于黑體,稱灰體。-灰體的輻射系數(shù),表示物體的向外輻射的能力。-絕對(duì)溫度。-物體的黑度,表示物體與黑體的接近程度。-黑體的輻射系數(shù)。四、輻射換熱的計(jì)算T>OK的物體都能輻射熱量,兩物體通過輻射進(jìn)行熱交換,高溫物體輻射給低溫物體的熱量大于低溫物體輻射給高溫物體的熱量,最終兩者
6、差值決定換熱量。-平均角系數(shù)。§5傳熱一、穩(wěn)定傳熱的過程建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)和換熱設(shè)備的傳熱過程,實(shí)際上是導(dǎo)熱、熱對(duì)流和熱輻射三種基本方式都存在的復(fù)雜的換熱過程。以一建筑物外墻為例,來分析建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際傳熱過程。假定墻兩側(cè)空氣溫度分別為tn和tw,且tn>tw,室內(nèi)熱量通過墻體向外傳熱的過程,要經(jīng)歷三個(gè)階段。1、吸熱階段(對(duì)流換熱和輻射換熱)2、導(dǎo)熱階段3、放熱階段(對(duì)流換熱和輻射換熱)①②③由于是穩(wěn)定傳熱過程,外墻三個(gè)階段的傳熱量應(yīng)當(dāng)相等,即:聯(lián)立①、②、③及④式,可得:④-墻體的總傳熱阻。-墻體的總傳熱系數(shù)。式中:二、傳熱的增強(qiáng)與削弱1、增強(qiáng)傳熱的基
7、本途徑(1)提高傳熱系數(shù)(2)增大傳熱面積(3)增大傳熱溫差2、增強(qiáng)傳熱的方法(1)改變流體的流動(dòng)狀況(2)改變流體的物性(3)改變換熱表面情況3、削弱傳熱的方法(1)熱絕緣(2)改變表面狀況第二部分高壓溶出組成熱能消耗、汽耗分析高壓溶出系統(tǒng)組成原礦漿在進(jìn)壓煮器溶出以前須進(jìn)行預(yù)熱,高壓溶出的高溫壓煮礦漿要通過一系列自蒸發(fā)器逐步冷卻,將壓力降為常壓,由預(yù)熱器、壓煮器、自蒸發(fā)器等設(shè)備組成高壓溶出系統(tǒng)。高壓溶出過程的熱能消耗分析1、熱能消耗分析高壓溶出過程的熱能消耗是拜耳法熱能消耗的主要工序之一,占拜耳法能耗的40%左右。在重視能源節(jié)約的今天,我們必須了解高壓
8、溶出過程熱能消耗情況,以改進(jìn)生產(chǎn),降低能量消耗。我國的拜耳法高壓溶出過程大多采用