关于对流换热系数,以下说法正确的是( )。A对流换热系数与导热系数,密度,比热容,粘度和换热表面大小有关,但与换热表面的布置无关B液体的对流换热系数通常高于气体的对流换热系数C对于同种类流体及固体表面,强制对流换热系数通常高于自然对流换热系数D换热系数是物质的固有属性
关于对流换热系数,以下说法正确的是( )。
A对流换热系数与导热系数,密度,比热容,粘度和换热表面大小有关,但与换热表面的布置无关
B液体的对流换热系数通常高于气体的对流换热系数
C对于同种类流体及固体表面,强制对流换热系数通常高于自然对流换热系数
D换热系数是物质的固有属性
题目解答
答案
关于对流换热系数的说法,我们可以分析每个选项:
A. 对流换热系数与导热系数、密度、比热容、粘度和换热表面大小有关,但与换热表面的布置无关。
这个说法不完全正确。对流换热系数确实与流体的物理性质如导热系数、密度、比热容、粘度有关,也与换热表面的几何尺寸相关。但是,换热表面的布置(例如,是否为管束、平板、翅片等)以及流体流动的类型(层流或湍流)都会显著影响对流换热系数。因此,换热表面的布置对对流换热系数是有影响的。
B. 液体的对流换热系数通常高于气体的对流换热系数。
这是正确的。一般而言,液体的对流换热系数确实比气体高,因为液体的热导率、密度和粘度通常比气体大,这些因素都有利于增强对流换热效果。
C. 对于同种类流体及固体表面,强制对流换热系数通常高于自然对流换热系数。
这也是正确的。强制对流是指通过外加动力(如泵或风扇)使流体流动,而自然对流是由于流体内部密度差异引起的流动。强制对流通常会产生更高的速度梯度和湍流,从而提高对流换热系数。
D. 换热系数是物质的固有属性。
这个说法是错误的。换热系数不是物质的固有属性,而是取决于多种因素,包括流体的物理性质、流动状态、换热表面的几何形状、表面粗糙度、流动的方向以及流体和固体之间的相对运动等。它是一个综合性的热传递特性量。
综上所述,正确的选项是 B 和 C。
解析
对流换热系数是描述流体与固体表面之间热量传递效率的参数,其大小受多种因素影响。本题需判断四个选项中哪些正确,核心思路在于理解对流换热系数的决定因素及其特性:
- 流体性质(如导热系数、密度、比热容、粘度);
- 流动状态(自然对流 vs 强制对流);
- 换热表面的几何特征(布置方式、形状等);
- 换热系数的非固有性(非单纯由物质决定)。
选项A
错误。对流换热系数不仅与流体的物理性质(导热系数、密度、比热容、粘度)和换热表面大小有关,还与换热表面的布置方式(如平板、管束、翅片等)密切相关。例如,翅片表面通过增加表面积和扰动流体显著提升换热效率。
选项B
正确。液体的热导率、密度、比热容通常高于气体,且液体的粘度特性更有利于形成较强的对流换热,因此液体的对流换热系数一般高于气体。
选项C
正确。强制对流(外力驱动流体流动)的流速和湍流程度更高,导致流体与固体表面的接触更频繁,换热效率显著高于自然对流(仅由密度差异驱动)。
选项D
错误。换热系数是综合性的热传递参数,受流体性质、流动状态、表面几何形状、粗糙度等因素共同影响,而非物质的固有属性。