题目
间壁式换热器中,热流体一侧的给热系数比冷流体一侧的给热系数小得多,而固体壁面既薄,且导热系数很大,则传热过程的热阻主要集中在()A. 热流体一侧B. 冷热流体两侧C. 固体壁面D. 冷流体一侧
间壁式换热器中,热流体一侧的给热系数比冷流体一侧的给热系数小得多,而固体壁面既薄,且导热系数很大,则传热过程的热阻主要集中在()
A. 热流体一侧
B. 冷热流体两侧
C. 固体壁面
D. 冷流体一侧
题目解答
答案
A. 热流体一侧
解析
考查要点:本题主要考查间壁式换热器中传热热阻的分布规律,需结合给热系数、固体壁面特性对总热阻的影响进行分析。
解题核心思路:
- 总传热系数的倒数由热流体侧对流热阻、固体导热热阻、冷流体侧对流热阻三部分组成。
- 固体壁面热阻的简化条件:当壁面薄(δ小)且导热系数大(λ大)时,固体热阻可忽略。
- 比较两侧对流热阻:热流体侧给热系数h_hot远小于冷流体侧h_cold,因此热流体侧的对流热阻(1/h_hot)显著大于冷流体侧(1/h_cold)。
破题关键点:
- 固体热阻可忽略 → 问题简化为比较两侧对流热阻。
- h_hot较小 → 1/h_hot较大 → 热阻主要集中在热流体侧。
间壁式换热器的总传热系数$K$满足:
$\frac{1}{K} = \frac{1}{h_{\text{hot}}} + \frac{\delta}{\lambda} + \frac{1}{h_{\text{cold}}}$
条件分析:
-
固体壁面热阻:
题目中壁面薄(δ小)且导热系数大(λ大),因此$\frac{\delta}{\lambda}$极小,可忽略不计。
此时总热阻简化为:
$\frac{1}{K} \approx \frac{1}{h_{\text{hot}}} + \frac{1}{h_{\text{cold}}}$ -
两侧对流热阻比较:
题目明确$h_{\text{hot}} \ll h_{\text{cold}}$,因此:
$\frac{1}{h_{\text{hot}}} \gg \frac{1}{h_{\text{cold}}}$
说明热流体侧的对流热阻占主导。
结论:总传热热阻主要集中在热流体一侧。