题目
下列哪种情况对流传热系数最大?( )A. 空气自然对流B. 液体沸腾C. 水强制对流D. 蒸汽冷凝
下列哪种情况对流传热系数最大?( )
A. 空气自然对流
B. 液体沸腾
C. 水强制对流
D. 蒸汽冷凝
题目解答
答案
D. 蒸汽冷凝
解析
本题考查对不同对流传热方式下对流传热系数大小的理解。解题思路是分别分析每种对流传热方式的特点,根据常见的对流传热系数范围来比较大小。
1. 空气自然对流
空气自然对流是由于空气温度不均匀引起密度差,从而产生浮力驱动空气流动进行传热。空气的导热性能较差,且自然对流的流速较低,所以对流传热系数相对较小。一般来说,空气自然对流的对流传热系数在 $2 - 25\mathrm{W/(m^2\cdot K)}$ 这个范围。
2. 液体沸腾
液体沸腾时,液体内部会产生大量气泡,气泡的生成、长大和脱离过程会引起液体的剧烈扰动,增强了传热效果。但与蒸汽冷凝相比,液体沸腾时的传热系数还是稍小一些。通常液体沸腾的对流传热系数在 $500 - 10000\mathrm{W/(m^2\cdot K)}$ 。
3. 水强制对流
水强制对流是通过外力(如水泵等)迫使水流动来进行传热。水的导热性能比空气好,且强制对流的流速较高,所以对流传热系数比空气自然对流大。一般水强制对流的对流传热系数在 $50 - 10000\mathrm{W/(m^2\cdot K)}$ 。
4. 蒸汽冷凝
蒸汽冷凝时,蒸汽在冷却表面上凝结成液体,会释放出大量的潜热。同时,冷凝液会在表面形成一层液膜,液膜的流动和更新也会促进传热。蒸汽冷凝的传热系数通常在 $5000 - 15000\mathrm{W/(m^2\cdot K)}$ ,在这几种对流传热方式中是最大的。
通过比较以上四种对流传热方式的对流传热系数范围,可以得出蒸汽冷凝的对流传热系数最大。