题目
翅片管换热器的翅片应安装在( )A. α小的一侧;B. α大的一侧;C. 管内;D. 管外
翅片管换热器的翅片应安装在( )
A. α小的一侧;
B. α大的一侧;
C. 管内;
D. 管外
题目解答
答案
A. α小的一侧;
解析
考查要点:本题主要考查翅片管换热器中翅片安装位置的原理,涉及传热学中的对流换热系数(α)与传热强化方法。
解题核心思路:
翅片的作用是增强传热,其安装位置应选择对流换热系数较小的一侧。因为该侧传热能力较弱,成为传热的瓶颈,通过增加翅片可以有效提升该侧的对流换热系数,从而降低总热阻,提高整体传热效率。
关键点:
- 总传热系数由最薄弱环节决定,需优先强化最弱侧(α小的一侧)。
- 翅片通过增大表面积或扰动流体,显著提升α小侧的传热性能。
翅片管换热器的传热过程包含以下步骤:
- 热量从高温流体传递到管壁(对流换热,系数为α₁)。
- 热量通过管壁导热(由材料和厚度决定)。
- 热量从管壁传递到低温流体(对流换热,系数为α₂)。
总传热系数 $K$ 的倒数为各步骤热阻之和:
$\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_1} + \frac{\delta}{\lambda} + \frac{1}{\alpha_2}$
其中,$\frac{\delta}{\lambda}$ 为管壁导热热阻。
关键结论:
- 若一侧的 $\alpha$ 较小(如α₁ < α₂),则 $\frac{1}{\alpha_1}$ 成为总热阻的主要部分。
- 在α小的一侧安装翅片,可显著增大该侧的有效表面积或流体扰动,从而提高α₁,降低总热阻,使总传热系数 $K$ 增大。
选项分析:
- A. α小的一侧:正确,符合传热强化原理。
- B. α大的一侧:错误,该侧传热已较强,无需额外强化。
- C. 管内;D. 管外:未针对传热瓶颈,与α大小无关,错误。