题目
在()的条件下,对流传热系数与对流传质系数之间存在简单的换算关系。A. 普朗特准则Pr=1B. 施密特准则Sc=1C. 刘伊斯准则Le=1D. 宣乌特准则Sh=1
在()的条件下,对流传热系数与对流传质系数之间存在简单的换算关系。
A. 普朗特准则Pr=1
B. 施密特准则Sc=1
C. 刘伊斯准则Le=1
D. 宣乌特准则Sh=1
题目解答
答案
C
解析
本题考查对流传热与对流传质系数关系的条件判断,核心在于理解刘易斯准则(Le)的物理意义及其在传热与传质过程中的作用。关键点在于:
- 刘易斯数(Le)是描述体积扩散(如浮力驱动)与分子扩散比值的无量纲数;
- 当Le=1时,体积扩散与分子扩散强度相当,此时传热与传质的机制趋于一致,二者系数可建立简单换算关系。
关键概念解析
- 对流传热系数(α):表征流体与壁面间热量传递的强度;
- 对流传质系数(K):表征流体与壁面间质量传递的强度;
- 刘易斯数(Le):定义为体积扩散系数(α_c)与分子扩散系数(D)的比值,即 $Le = \frac{\alpha_c}{D}$。
条件分析
当Le=1时,$\alpha_c = D$,说明体积扩散与分子扩散对流过程的贡献相等。此时:
- 传热与传质的主导机制趋于一致;
- 对流传热系数与对流传质系数可通过扩散系数直接关联,形成简单的比例关系(如 $\alpha = K \cdot D$)。
其他选项中:
- Pr=1(普朗特数)涉及动量与热量扩散,与传质无关;
- Sc=1(施密特数)涉及动量与质量扩散,但未直接关联传热;
- Sh=1(Sherwood数)是传质过程的无量纲数,但无法直接建立与传热的联系。