题目
工业沸腾装置应在哪种状态下操作()A. 不稳定的膜状沸腾B. 稳定的膜状沸腾C. 核状沸腾D. 表面汽化
工业沸腾装置应在哪种状态下操作()
A. 不稳定的膜状沸腾
B. 稳定的膜状沸腾
C. 核状沸腾
D. 表面汽化
题目解答
答案
C. 核状沸腾
解析
考查要点:本题主要考查沸腾传热的不同阶段及其在工业应用中的适用性,需理解各阶段特点及工业操作的最优选择。
解题核心思路:
- 区分沸腾阶段:明确自然对流、核状沸腾、膜状沸腾的传热特性及稳定性。
- 工业需求匹配:工业装置需高效且稳定的传热,避免因传热不均导致设备损坏。
- 排除干扰项:表面汽化属于低效阶段,膜状沸腾虽高效但不稳定,核状沸腾兼顾效率与稳定性。
破题关键点:
- 核状沸腾的传热系数高且稳定,适合连续运行;
- 膜状沸腾易引发局部过热,存在安全隐患;
- 自然对流/表面汽化效率低,无法满足工业需求。
沸腾过程可分为三个阶段:
- 自然对流阶段:液体通过对流传递热量,无气泡生成,传热效率低。
- 核状沸腾阶段:加热面温度超过液体温度,形成大量气泡(“核”),气泡脱离后带走大量热量,传热效率显著提高且稳定。
- 膜状沸腾阶段:气泡快速合并形成蒸汽膜,虽传热系数更高,但蒸汽膜破裂会导致局部过热,引发设备损坏。
选项分析:
- A. 不稳定的膜状沸腾:稳定性差,易损坏设备,排除。
- B. 稳定的膜状沸腾:工业中难以长期维持稳定,且存在风险,排除。
- C. 核状沸腾:传热效率高且稳定,是工业常用状态,正确。
- D. 表面汽化:属于低效的自然对流阶段,排除。