發(fā)酵罐生物工程中的傳熱理論
更新時間:2021-04-15 點擊次數(shù):1534
今天祥派機械小編給大家分享發(fā)酵罐生物工程中的傳熱,傳熱,即熱量傳遞,是自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中極普遍的一種傳遞過程。熱力學(xué)第二定律指出,凡是有溫度差存在的地方,就必然有熱量傳遞,故在幾乎所有的工業(yè)部門,如化工、輕工、能源、冶金、機械、建筑等都涉及傳熱問題,根據(jù)傳熱機制的不同。熱的傳遞有三種基本方式:熱傳導(dǎo)、對流傳熱和輻射傳熱,但根據(jù)具體情況,熱量傳遞可以以其中一種方式進行,也可以以兩種或三種方式同時進行。在無外功輸入時,凈的熱流方向總是由高溫處低溫處流動。熱量不依靠宏觀混合運動而從物體中的高溫區(qū)向低溫區(qū)移動的過程稱為熱傳導(dǎo),簡稱導(dǎo)熱,熱傳導(dǎo)在固體、液體和氣體中都可以發(fā)生,但它們的導(dǎo)熱機制各有所不同。
氣體熱傳導(dǎo)是氣體分子做不規(guī)則熱運動時相互碰撞的結(jié)果,物理學(xué)指出,溫度代表著分子的動能,高溫區(qū)是分子運動速度比低溫區(qū)的大,能量高的分子與能量滴滴分子相互碰撞的結(jié)果,熱量就由高溫處傳到低溫處;液體熱傳導(dǎo)的機制與氣體類似,但是由于液體分子間距較小,分子力場對分子碰撞過程中的能量交換影響很大,故變得更加復(fù)雜些;固體以兩種方式傳導(dǎo)熱能,即自由電子的遷移和晶格振動。對于良好的電導(dǎo)體,由于有較高濃度的自由電子在其晶格結(jié)構(gòu)間運動,則當(dāng)存在溫度差時,自由電子的流動可將熱量由高溫區(qū)快速移向低溫區(qū),這就是良好的導(dǎo)電體往往是良好的導(dǎo)熱體的原因,當(dāng)金屬中含有雜質(zhì)(如合金),由于自由電子濃度降低,則其導(dǎo)熱性能會大大下降;而在非導(dǎo)電的固體中,熱傳導(dǎo)是通過晶格結(jié)構(gòu)的振動來實現(xiàn)的,通常通過晶格振動傳遞的能量要比自由電子傳遞的能量小。
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