题目
结晶器内热量传递过程中,传热最大的障碍是( )。A. 气隙B. 铜壁C. 凝固壳
结晶器内热量传递过程中,传热最大的障碍是( )。
A. 气隙
B. 铜壁
C. 凝固壳
题目解答
答案
A. 气隙
解析
本题考查结晶器内热量传递过程中传热障碍的相关知识。解题思路是分别分析每个选项在结晶器内热量传递过程中对传热的影响程度,从而找出传热最大的障碍。
- 选项A:气隙
气隙是指结晶器与凝固壳之间存在的微小间隙。在这个间隙中,主要通过热辐射和少量的对流进行热量传递。热辐射的传热系数相对较小,而且气隙的存在会显著增加热阻。根据热阻的计算公式$R = \frac{1}{hA}$(其中$R$为热阻,$h$为传热系数,$A$为传热面积),由于气隙的传热系数$h$很小,所以热阻$R$很大,对热量传递造成了很大的阻碍。 - 选项B:铜壁
铜壁是结晶器的重要组成部分,它具有良好的导热性能。铜的导热系数较高,一般在$380 - 420W/(m\cdot K)$之间。根据热传导的傅里叶定律$Q = - \lambda A\frac{dT}{dx}$(其中$Q$为热流量,$\lambda$为导热系数,$A$为传热面积,$\frac{dT}{dx}$为温度梯度),在相同的温度梯度和传热面积下,导热系数$\lambda$越大,热流量$Q$就越大,说明铜壁能够快速地将热量传递出去,对热量传递的阻碍较小。 - 选项C:凝固壳
凝固壳是钢水在结晶器内冷却凝固形成的一层固体外壳。虽然凝固壳的导热性能不如铜壁,但它的热阻相对气隙来说还是较小的。凝固壳的形成是热量传递的一个过程,它会随着时间逐渐增厚,但在正常的结晶过程中,凝固壳能够将钢水内部的热量传递到结晶器壁上,对热量传递起到一定的促进作用,而不是最大的障碍。
综上所述,气隙是结晶器内热量传递过程中传热最大的障碍。