题目
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. 不能确定
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. 不能确定
题目解答
答案
B. α空气
解析
本题考查间壁式换热器总传热系数的相关知识以及对不同流体对流传热系数影响的理解。解题的关键在于明确总传热系数与各分热阻的关系,以及不同流体对流传热系数的大小特点。
在间壁式换热器中,总热阻$R_{总}$等于各分热阻之和,对于本题中用饱和水蒸汽加热空气的过程,总热阻$R_{总}=R_{蒸汽}+R_{壁}+R_{空气}$,其中$R_{蒸汽}$为蒸汽侧的热阻,$R_{壁}$为管壁的热阻,$R_{空气}$为空气侧的热阻。
热阻与对流传热系数$\alpha$的关系为$R = \frac{1}{\alpha}$,所以$R_{总}=\frac{1}{\alpha_{蒸汽}}+\frac{1}{\alpha_{壁}}+\frac{1}{\alpha_{空气}}$。
一般来说,饱和水蒸汽的对流传热系数$\alpha_{蒸汽}$较大,管壁的热阻$R_{壁}$相对较小,而空气的对流传热系数$\alpha_{空气}$较小。
根据总传热系数$K$与总热阻$R_{总}$的关系$K=\frac{1}{R_{总}}$,由于$\alpha_{空气}$远小于$\alpha_{蒸汽}$,那么$\frac{1}{\alpha_{空气}}$远大于$\frac{1}{\alpha_{蒸汽}}$和$\frac{1}{\alpha_{壁}}$,所以总热阻$R_{总}$主要由空气侧的热阻$R_{空气}$决定,即$R_{总}\approx R_{空气}=\frac{1}{\alpha_{空气}}$。
由此可得$K=\frac{1}{R_{总}}\approx\frac{1}{R_{空气}}=\alpha_{空气}$。