题目
对在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中( )在工程上是可行的:A. 提高空气流速;B. 提高蒸汽流速;C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度;D. 在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液;
对在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热,下列方案中( )在工程上是可行的:
A. 提高空气流速;
B. 提高蒸汽流速;
C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度;
D. 在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液;
题目解答
答案
A. 提高空气流速;
解析
本题考查蒸汽-空气间壁换热过程中的传热强化措施,需结合传热学基本原理和工程实际可行性进行判断。关键点在于:
- 传热强化的途径:通常通过提高传热系数、增大传热面积或增加温差实现,但需考虑工程可行性;
- 两侧流体特性:蒸汽侧为冷凝传热(传热系数较高),空气侧为对流换热(传热系数较低),强化应优先针对空气侧;
- 实际约束条件:如流速提升的能耗、设备材质要求、冷凝液处理等。
选项分析
A. 提高空气流速
关键作用:空气侧的对流换热系数与流速密切相关。提高流速能增强紊流程度,减薄边界层,显著提升传热系数。
工程可行性:通过调整风机或改变管排列方式即可实现,成本可控,是可行方案。
B. 提高蒸汽流速
关键作用:蒸汽侧为冷凝传热,流速对传热系数影响有限。
工程可行性:过高的蒸汽流速会导致压降过大,增加动力消耗,且蒸汽侧传热系数本就较高,强化效果不明显。
C. 采用过热蒸汽
关键作用:提高蒸汽温度可增大温差,但过热蒸汽冷凝时易产生不凝气体,阻碍传热。
工程可行性:需更高材质耐温,且可能降低实际传热效率,不可行。
D. 蒸汽侧加翅片
关键作用:翅片可能阻碍冷凝液排出,导致积液,反而减少有效传热面积。
工程可行性:蒸汽侧冷凝已形成稳定传热,加翅片可能引发腐蚀风险,不可行。