题目
增加等截面直肋肋片的肋片厚度,则肋片效率将()A. 单调增加B. 单调减小C. 先增加后减小D. 先减小后增加
增加等截面直肋肋片的肋片厚度,则肋片效率将()
A. 单调增加
B. 单调减小
C. 先增加后减小
D. 先减小后增加
题目解答
答案
A. 单调增加
解析
本题考查等截面直肋肋片效率与肋片厚度的关系,解题思路是先明确肋片效率的定义和影响因素,再通过分析肋片厚度变化对肋片效率的影响来得出结论。
1. 明确肋片效率的定义
肋片效率$\eta_f$定义为肋片的实际散热量$\varPhi$与肋片表面均处于肋基温度$t_0$时的理想散热量$\varPhi_{max}$之比,即$\eta_f=\frac{\varPhi}{\varPhi_{max}}$。
2. 分析肋片厚度对肋片效率的影响
对于等截面直肋,其散热量$\varPhi = hA_f\eta_f(t_0 - t_{\infty})$,其中$h$为表面传热系数,$A_f$为肋片表面积,$t_0$为肋基温度,$t_{\infty}$为周围流体温度。
当增加肋片厚度$\delta$时,肋片的体积增大,肋片的金属用量增加,这使得肋片能够储存更多的热量,从而提高了肋片的散热能力。同时,肋片厚度的增加会使肋片内部的导热热阻减小,热量更容易从肋基传递到肋片表面,进而提高肋片的实际散热量$\varPhi$。
而理想散热量$\varPhi_{max}=hA_f(t_0 - t_{\infty})$,在其他条件不变的情况下,$\varPhi_{max}$是一个定值。由于$\varPhi$增大,$\varPhi_{max}$不变,根据肋片效率的定义$\eta_f=\frac{\varPhi}{\varPhi_{max}}$,可知肋片效率$\eta_f$会单调增加。