第五章 传热-20154-10-29课件.pdf

第五章传热

谷物化学与品质团队

本章重点和难点

p了解热传导（导热）、热对流和热辐射的基本概念；

p掌握导热、对流换热的基本规律及计算方法；

p熟悉各种热交换设备的结构和特点；

p掌握稳定综合传热过程的计算；

p了解辐射传热及相关概念。

Processingbytheremovalofheat

Chillingandcontrolled-atmospherestorage

冷藏

Freezing冷冻

Freezedryingandfreezeconcentration冷

冻干燥和冷冻浓缩

第一节传热的基本概念

一、传热在食品工程中的应用

Ø传热：是不同温度的两个物体之间或同一物体的两个不同温

度部位之间所进行的热的转移。

Ø传热在食品工程中的应用：

(1)一般的加热、冷却、冷凝过程；

(2)食品的杀菌和保藏；

(3)蒸发浓缩、干燥、结晶(通过加热去除水分)；

(4)蒸煮、焙烤(通过加热使食品完成一定的生化反应)。

Ø食品生产过程对传热的要求：

强化传热(加热或冷却物料)

削弱传热(设备和管道的保温)

二、传热的基本方式

热的传递是由于系统内或物体内温度不同而引

起的，根据传热机理不同，传热的基本方式有三种：

Ø热传导(conduction)；

Ø对流(convection)；

Ø辐射(radiation)。

1.（又称）

物体各部分之间不发生相对位移，仅借分子、原子和自由

电子等微观粒子的热运动而引起的热量传递称为热传导。

金属固体：热传导主要依靠自由电子运动。

不良导体的固体与液体：主要靠分子、原子的振动。

气体：主要靠分子的不规则热运动。

2.流

流体各部分之间发生相对位移所引起的热传递过程称为热对

流。热对流仅发生在流体中。通常把流体与固体壁面

热称为对流传热

3、射

因热的原因而产生的电磁波在空间的传递，称为热辐射。

Ø所有物体都能将热以电磁波的形式发射出去，而不需要任何

介质。

Ø任何物体只要在绝对零度以上都能发射辐射能，但是只有在

物体温度较高的时候，热辐射才能成为主要的传热形式。

实际上，上述三种传热方式很少单独出现，而往往是相互

伴随着出现的。

2.稳态传热和非稳态传热

稳态传热（steady-stateheattransfer）

温度分布不随时间而改变的传热过程

非稳态传热温度分布随时间改变的传热过程

3.热流量(符号读法Fai)和热阻

热流量（传过一个传热面的热量Q与传热时间之比）：

热通量（热流量与传热面积之比；热流密度）：

热流量（传热过程速率）=

R-热阻

食品生产过程对传热的要求：

强化传热

削弱传热

例：

某食品物料，其各组分的质量分数分别

为：碳水化合物0.40，蛋白质0.20，油

脂0.10，灰分0.05，水分0.25.计算该物

料的比定压热容。

第二节热传导

一、傅立叶定律

1温度场和温度梯度

Ø温度场(temperaturefield)：某一瞬间空间中各点的温度分布，

称为温度场(temperaturefield)。

物体的温度分布是空间坐标和时间的函数，

T=f(x，y，z，t)(2-1)

式中：T——温度；

x,y,z——空间坐标；