单选题
在间壁式传热中,热量从热流体传到冷流体的过程,热阻主要集
在间壁式传热中,热量从热流体传到冷流体的过程,热阻主要集
中在()
A
金属壁
B
冷、热流体的层流底层内
C
冷、热流体的主体
D
平均分配在各层
答案解析
正确答案:B
解析:
在间壁式传热过程中,热量从热流体传递到冷流体通常经历三个串联的步骤:
1. **对流传热**:热量从热流体主体传递到金属壁的热侧表面。
2. **导热**:热量穿过金属壁。
3. **对流传热**:热量从金属壁的冷侧表面传递到冷流体主体。
根据传热学原理,总热阻是这三部分热阻之和。我们需要分析哪一部分的热阻最大(即主要集中在哪里):
* **金属壁(选项 A)**:金属材料(如钢、铜、铝等)通常具有很高的导热系数($\lambda$),且壁厚($\delta$)很薄。根据导热热阻公式 $R = \frac{\delta}{\lambda A}$,金属壁的热阻通常非常小,往往可以忽略不计。
* **流体主体(选项 C)**:在湍流状态下,流体主体由于强烈的混合和涡流运动,温度分布较为均匀,传热效率极高,因此主体区域的热阻很小。
* **层流底层(选项 B)**:无论是在热流体侧还是冷流体侧,紧贴壁面处都存在一层极薄的**层流底层**(或称边界层)。在这一层内,流体流速极低,垂直于壁面方向的热量传递主要依靠**分子导热**。由于流体的导热系数通常远小于金属,且虽然层流底层很薄,但其导热能力依然有限,导致这一层成为了传热过程中的“瓶颈”。因此,绝大部分的温度降(即热阻)都发生在这两个层流底层中。
* **平均分配(选项 D)**:由于金属壁热阻极小,而两侧流体的对流传热系数可能不同,热阻并非平均分配,而是主要集中在对流换热系数较小的一侧或两侧的层流底层中。
综上所述,间壁式传热的热阻主要集中在冷、热流体的层流底层内。
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
传热热阻集中在流体层流底层
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