题目
在对流换热过程中,以下哪种情况会导致对流换热系数减小?()A. 传热面积增加B. 流体流速增加C. 流体温度升高D. 流体粘度增加
在对流换热过程中,以下哪种情况会导致对流换热系数减小?()
A. 传热面积增加
B. 流体流速增加
C. 流体温度升高
D. 流体粘度增加
题目解答
答案
D. 流体粘度增加
解析
本题考查对流换热系数的影响因素相关知识。解题思路是根据对流换热系数的相关理论和影响因素,对每个选项进行分析,判断其是否会导致对流换热系数减小。
选项A分析
对流换热系数$h$与传热面积$A$并无直接的函数关系。对流换热系数主要取决于流体的物性(如密度$\rho$、比热容$c_p$、导热系数$\lambda$、粘度$\mu$等)、流动状态(层流或湍流)、流速$u$等因素。传热面积$A$的变化不会直接影响对流换热系数$h$的大小,所以选项A错误。
选项B分析
当流体流速$u$增加时,流体的流动状态更容易从层流转变为湍流。在湍流状态下,流体内部存在强烈的涡旋和混合,使得热量传递更加迅速。根据对流换热的理论,对流换热系数$h$与流速$u$的$n$次方成正比,即$h\propto u^n$($n$为大于$0$的指数),所以流速增加会使对流换热系数增大,选项B错误。
选项C分析
流体温度升高时,一般情况下流体的物性会发生变化。例如,流体的导热系数$\lambda$、比热容$c_p$等可能会增大。这些物性的变化通常会促进热量的传递,从而使对流换热系数增大,选项C错误。
选项D分析
流体粘度$\mu$增加时,流体的流动性变差。粘度大的流体在流动过程中,内部的摩擦力增大,阻碍了流体的流动和混合,使得热量传递的效率降低。根据对流换热系数的计算公式和相关理论,对流换热系数$h$与流体粘度$\mu$成反比关系,所以流体粘度增加会导致对流换热系数减小,选项D正确。