题目
20 、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气,此过程的总传热系数 K 值接近于()A. α 蒸汽B. α 空气C. α 蒸汽与 α 空气的平均值D. α 蒸汽与 α 空气的平均值
20 、在间壁式换热器内用饱和水蒸汽加热空气,此过程的总传热系数 K 值接近于()
- A. α 蒸汽
- B. α 空气
- C. α 蒸汽与 α 空气的平均值
- D. α 蒸汽与 α 空气的平均值
题目解答
答案
B. α 空气
解析
考查要点:本题主要考查间壁式换热器中总传热系数的确定,需理解传热过程中的热阻分布及各因素对总传热系数的影响。
解题核心思路:
在间壁式换热器中,总传热系数$K$由蒸汽侧、空气侧的对流传热系数及壁的导热热阻共同决定。关键点在于识别传热过程中的主要热阻所在。
- 蒸汽的对流传热系数$\alpha_{\text{蒸汽}}$较大(因冷凝释放潜热),热阻较小。
- 空气的对流传热系数$\alpha_{\text{空气}}$较小(气体导热能力弱),热阻较大。
因此,总传热系数$K$主要受空气侧的热阻控制,接近$\alpha_{\text{空气}}$。
间壁式换热器的总传热系数公式为:
$\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_{\text{蒸汽}}} + \frac{\delta}{\lambda_{\text{壁}}} + \frac{1}{\alpha_{\text{空气}}}$
其中$\delta$为壁厚,$\lambda_{\text{壁}}$为壁的导热系数。
步骤分析:
- 忽略壁的热阻:若壁厚$\delta$很小或壁的导热系数$\lambda_{\text{壁}}$较大,则$\frac{\delta}{\lambda_{\text{壁}}}$可忽略。
- 比较两侧热阻:
- 蒸汽侧$\frac{1}{\alpha_{\text{蒸汽}}}$较小(因$\alpha_{\text{蒸汽}}$大)。
- 空气侧$\frac{1}{\alpha_{\text{空气}}}$较大(因$\alpha_{\text{空气}}$小)。
- 确定主导热阻:总热阻主要由空气侧决定,故总传热系数$K \approx \alpha_{\text{空气}}$。