题目
提高对流传热膜系数的具体途径是什么?
提高对流传热膜系数的具体途径是什么?
题目解答
答案
①提高流体的流速或改变流动方向;
②采用导热系数较大的加热剂或冷却剂;
③尽量采用有物态变化的流体,设法防止垢层的形成。
解析
考查要点:本题主要考查对流传热过程中膜系数(α)的影响因素及提高其值的具体方法。
核心思路:通过对流传热机理可知,膜系数受流体性质、流动状态及相变等因素影响。关键点在于理解如何通过改变流体流动、物理性质或相态来减小热阻,从而增强传热效果。
① 提高流体的流速或改变流动方向
流动状态对传热的影响:
- 流速增大:破坏边界层,减薄流体与壁面之间的滞流底层,降低热阻,从而提高膜系数。
- 改变流动方向(如横向流动代替纵向流动):增强流体扰动,促进紊流,进一步提升传热效率。
② 采用导热系数较大的加热剂或冷却剂
导热系数(λ)的作用:
- 导热系数越大,单位时间内通过单位面积的热量越多,膜系数α与λ成正比关系。
- 实例:液体(如水)的导热系数通常大于气体(如空气),因此选择液体作为传热介质更有效。
③ 尽量采用有物态变化的流体,防止垢层形成
相变与垢层的影响:
- 物态变化(如沸腾、冷凝):相变过程中释放或吸收大量潜热,显著增强传热,使α大幅提高。
- 防止垢层:垢层会形成额外热阻,降低实际传热面积,因此需通过定期清理或使用防垢技术避免其生成。