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化工
题目

在列管换热器中,用管外饱和水蒸气加热管内空气,为提高换热器的传热系数,应优先采用的方法为()A. 提高空气流速B. 提高蒸汽温度C. 壳程加折流板D. 壳程加平行于管束的纵向挡板

在列管换热器中,用管外饱和水蒸气加热管内空气,为提高换热器的传热系数,应优先采用的方法为()

A. 提高空气流速

B. 提高蒸汽温度

C. 壳程加折流板

D. 壳程加平行于管束的纵向挡板

题目解答

答案

A. 提高空气流速

解析

本题考查列管换热器传热系数的影响因素及提高传热系数的方法。解题思路是先明确列管换热器中传热系数的主要影响因素,再分析各选项对传热系数的影响程度,从而找出优先采用的方法。

在列管换热器中,用管外饱和水蒸气加热管内空气,由于蒸汽冷凝传热系数远大于空气的对流传热系数,所以总传热系数主要取决于管内空气的对流传热系数。根据对流传热系数的关联式,对流传热系数与流体流速等因素有关。

  • 选项A:提高空气流速
    根据对流传热的原理,流体的流速对流传热系数有显著影响。对于管内强制对流,对流传热系数$\alpha$与流速$u$的关系可以用经验关联式表示,一般来说,流速增大,对流传热系数会增大。提高空气流速可以增强空气的湍动程度,减少热边界层厚度,从而提高管内空气的对流传热系数,进而提高总传热系数。
  • 选项选项B:提高蒸汽温度
    蒸汽为饱和水蒸气,其冷凝传热系数本身就很大,且在一定压力下,饱和蒸汽温度是固定的。提高蒸汽温度并不能显著提高蒸汽的冷凝传热系数,对总传热系数的提高作用不大。
  • 选项C:壳程加折流板
    壳程加折流流板主要是为了提高壳程内流体的流速和湍动程度,增强壳程流体的对流传热。但本题中壳程是饱和水蒸气,其传热系数远大于管内空气的传热系数,所以加折流板对总传热系数的提高效果不如提高管内空气流速明显。
  • 选项D:壳程加平行于管束的纵向挡板
    壳程加平行于管束的纵向挡板同样是为了改善壳程流体的流动状况,但对于本题的情况,由于壳程蒸汽传热系数较大,这种措施对总传热系数的提升有限。

综上所述,为提高换热器的传热系数,应优先采用提高空气流速的方法。

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