题目
某气体流经一台换热器后温度升高,其在换热器前后的流通管道规格完全相同,则与被加热前相比,该气体在流经换热器后的雷诺数()。A.增大B.减小C.不变D.条件不足,不能判断
某气体流经一台换热器后温度升高,其在换热器前后的流通管道规格完全相同,则与被加热前相比,该气体在流经换热器后的雷诺数()。
A.增大
B.减小
C.不变
D.条件不足,不能判断
题目解答
答案
在气体流经换热器后，温度升高会影响其物理性质，尤其是密度和黏度。雷诺数 ( Re ) 的计算公式为：
其中，
是流体密度，(v) 是流速，(D) 是管道直径，
是流体黏度。在换热器中，温度升高会导致气体密度 下降，同时黏度可能会增加（通常气体的黏度随温度上升而增加）。假设流速 (v) 和管道直径 (D) 在换热器前后保持不变。
由于密度下降，
的变化可能使得 (Re) 的数值变化更为复杂。温度升高使得气体的流动变得更加不稳定，通常会导致雷诺数增大，但黏度的增加也可能对 (Re) 有一定影响。
因此，由于影响因素较多，综合考虑后，我们可以说：
D. 条件不足，不能判断。
在没有明确给出气体的黏度变化或流速变化情况时，无法确定雷诺数的具体变化。因此，最终的雷诺数是由温度变化影响的密度和黏度共同决定的，故不能单独判断，故本题答案为D。
解析
考查要点：本题主要考查雷诺数的影响因素及流体物性参数随温度变化的规律。
解题核心：雷诺数公式 $Re = \dfrac{\rho v D}{\mu}$ 中，温度变化会引起气体密度 $\rho$ 和黏度 $\mu$ 的变化，而流速 $v$ 的变化需结合流动条件判断。
关键点：
- 气体温度升高会导致密度 $\rho$ 减小，黏度 $\mu$ 通常增大。
- 流速 $v$ 的变化取决于流动系统中是否保持质量流量恒定或其他控制条件，题目未明确说明。
- 综合影响：$\rho$ 减小和 $\mu$ 增大均使 $Re$ 减小，但若 $v$ 增大（如质量流量恒定时），可能抵消甚至逆转此趋势。
由于题目未提供压力、流速是否变化等关键信息，无法确定 $Re$ 的具体变化方向。
雷诺数公式为：
$Re = \dfrac{\rho v D}{\mu}$
其中：
- $\rho$ 为气体密度，$v$ 为流速，$D$ 为管道直径，$\mu$ 为动力黏度。
分析各参数变化：
- 密度 $\rho$：温度升高，若压力不变，根据理想气体方程 $PV = nRT$，体积增大导致 $\rho$ 减小；若压力变化，$\rho$ 变化不确定。
- 黏度 $\mu$：气体黏度通常随温度升高而增大，但具体增幅需查气体物性表。
- 流速 $v$：若质量流量 $\dot{m} = \rho A v$ 恒定（$A$ 为管道横截面积），则 $\rho$ 减小会导致 $v$ 增大；若系统由其他条件（如阀门调节）控制，则 $v$ 可能不变。
综合判断：
- $\rho$ 减小和 $\mu$ 增大均使 $Re$ 减小，但 $v$ 的变化可能抵消此趋势。
- 题目未明确压力、流速是否变化，无法确定 $Re$ 的最终变化方向。