冷、热流体在换热器中进行无相变逆流传热,换热器用久后形成污垢层,在同样的操作条件下,与无垢层相比,结垢后的换热器的K( )A. 变大;B. 变小;C. 不变;D. 不确定

本题考察换热器传热系数 $K$ 的影响因素，重点分析污垢层对传热过程的影响。

关键知识点：传热系数 $K$ 的计算

换热器的总传热系数 $K$ 可通过传热阻力叠加公式表示：
$\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_i} + \frac{b}{\lambda} + \frac{1}{\alpha_o} + \sum \left( \frac{b_s}{\lambda_s} \right)$
式中：

• $\alpha_i, \alpha_o$：冷、热流体的对流传热系数；
• $\frac{b}{\lambda}$：换热器金属壁面的导热阻力（通常较小，可忽略）；
• $\sum \left( \frac{b_s}{\lambda_s} \right)$：污垢层的导热阻力之和（$b_s$ 为污垢厚度，$\lambda_s$ 为污垢导热系数，污垢导热系数很小，如水垢 $\lambda_s \approx 1 \sim 2 \, \text{W/(m·℃)}$，远小于金属的 $\lambda \approx 40 \sim 400 \, \text{W/(m·℃)}$）。

结垢后的变化分析

换热器用久后形成污垢层，会新增污垢导热阻力 $\sum \left( \frac{b_s}{\lambda_s} \right)$。由于污垢导热系数 $\lambda_s$ 很小，即使污垢层厚度 $b_s$ 不大，这一项阻力也会显著增加。

根据公式 $\frac{1}{K}$ 与阻力成正比，阻力增大则 $\frac{1}{K}$ 增大，故 $K$ 变小。