用饱和水蒸气在套管换热器内加热冷水,此时管壁温度接近于()的温度,总传热系数接近()的对流给热系数。A. 冷水,水蒸气B. 水蒸气,冷水C. 水蒸气,水蒸气D. 冷水,冷水

本题考查套管换热器中管壁温度和总传热系数的相关知识。解题思路是根据热阻分析以及对流给热系数的特点来确定管壁温度和总传热系数的近似值。

1. 分析管壁温度

在套管换热器中，热阻大的一侧温度变化大，热阻小的一侧温度变化小。对于饱和水蒸气加热冷水的过程，饱和水蒸气的冷凝给热系数$\alpha_1$通常很大，而冷水的对流给热系数$\alpha_2$相对较小。
根据热阻的计算公式$R = \frac{1}{\alpha A}$（其中$R$为热阻，$\alpha$为给热系数，$A$为传热面积），可知$\alpha_1$大则热阻$R_1$小，$\alpha_2$小则热阻$R_2$大。
在传热过程中，热流量$Q$可表示为$Q=\frac{\Delta T}{R_{总}}$（$\Delta T$为总温差，$R_{总}$为总热阻），由于热阻大的一侧温度变化大，所以管壁温度更接近热阻小的一侧的温度，即接近饱和水蒸气的温度。

2. 分析总传热系数

总传热系数$K$的计算公式为$\frac{1}{K}=\frac{1}{\alpha_1}+\frac{1}{\alpha_2}+R_{垢}$（$R_{垢}$为污垢热阻）。
因为$\alpha_1$很大，$\frac{1}{\alpha_1}$就很小，而$\alpha_2$相对较小，$\frac{1}{\alpha_2}$相对较大，所以$\frac{1}{K}\approx\frac{1}{\alpha_2}$，即$K\approx\alpha_2$，也就是总传热系数接近冷水的对流给热系数。