题目
在传热实验中,用饱和水蒸气加热空气,总传热系数K接近于 __ 侧的对流-|||-传热系数,而壁温接近于 __ 侧流体的温度。蒸汽冷凝时的对流给热系-|||-数α较大。原因是
题目解答
答案
解析
考查要点：本题主要考察传热过程中的总传热系数、壁温分布及对流给热系数的影响因素，需结合传热学基本原理进行分析。
解题核心思路：
- 总传热系数K的决定因素：总传热系数由各层热阻决定，更接近热阻较大的一侧（即对流系数较小的一侧）。
- 壁温的分布规律：壁温更接近对流系数较大一侧的流体温度（因该侧热阻小，温度梯度小）。
- 蒸汽冷凝对α的影响：蒸汽冷凝时释放相变潜热，显著增强传热效果，导致α较大。
破题关键点：
- 明确空气与饱和水蒸气的对流系数差异（空气α小，蒸汽α大）。
- 理解总传热系数与壁温的物理意义及计算规律。
第一空：总传热系数K接近哪一侧的对流传热系数？
总传热系数公式为：
$\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_1} + \frac{\delta}{\lambda} + \frac{1}{\alpha_2}$
其中，热阻最大的项主导总传热系数。由于空气的对流系数$\alpha_{\text{空气}}$远小于蒸汽的$\alpha_{\text{蒸汽}}$，因此总传热系数$K$更接近空气侧的对流传热系数。
第二空：壁温接近哪一侧的温度？
壁温由两侧的温度分布决定。对流系数大的一侧（蒸汽侧）热阻小，温度梯度较小，因此壁温更接近蒸汽侧的温度。
第三空：蒸汽冷凝时α较大的原因
蒸汽冷凝时发生相变，释放大量冷凝潜热。在相同温度差下，相变过程显著提高了传热量，因此蒸汽侧的对流给热系数$\alpha$较大。