题目
在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问:(1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度?________(2)传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数?________(3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么?________
在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问:
(1)传热管的壁温接近于哪一种流体的温度?
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(2)传热糸数K接近于哪一种流体的对流传热膜糸数?
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(3)那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么?
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题目解答
答案
近于饱和蒸汽侧流体的温度值 总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数。 空气走管程,饱和蒸汽走管外,因为蒸汽散热快
解析
考查要点:本题主要考查列管式换热器中流体流动与传热的基本原理,包括壁温分布、总传热系数的影响因素以及流体流动路径的选择依据。
解题核心思路:
- 壁温判断:传热管壁温由两侧流体的传热阻力决定,传热阻力小的一侧壁温更接近该侧流体温度。
- 总传热系数K分析:总传热系数的倒数等于各传热分层的阻力之和,K值接近传热阻力最大的侧的膜系数。
- 流体流动路径选择:需综合考虑流体性质(如压强、是否易结垢)、传热效率、冷凝水处理等因素。
破题关键点:
- 饱和蒸汽的对流传热系数(α)远大于空气,因此蒸汽侧传热阻力小。
- 空气侧传热阻力大,总传热系数K主要受空气侧膜系数限制。
- 蒸汽通常走管外便于冷凝水排放,且管外流动更易形成湍流,提高传热效率。
第(1)题
关键分析:
传热管壁温由两侧流体的传热阻力决定。由于饱和蒸汽的对流传热系数α远大于空气,蒸汽侧传热阻力小,因此壁温更接近蒸汽温度。
第(2)题
关键分析:
总传热系数K的倒数为各传热分层阻力之和:
$\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_{\text{蒸汽}}} + \frac{1}{\alpha_{\text{空气}}}$
因空气侧膜系数α空气较小,总传热系数K的值主要由空气侧决定,故K接近空气侧的膜系数。
第(3)题
关键分析:
- 流体性质:饱和蒸汽压强较高,且冷凝后体积缩小,走管外便于冷凝水排放。
- 传热效率:蒸汽在管外流动更易形成湍流,提高其对流传热系数;空气走管程可通过提高流速增强传热。
- 综合因素:蒸汽散热快(α大),走管外可减少传热阻力,空气走管程更易控制流动。