单选题
下列不能提高对流传热膜系数的是
A
利用多管程结构
B
增大管径
C
在壳程内装折流挡板
D
冷凝时在管壁上开一些纵槽
答案解析
正确答案:B
解析:
对流传热膜系数($\alpha$)主要受流体的流速、物性、流动状态(层流或湍流)以及传热面的几何形状等因素影响。一般来说,提高流速、增强流体扰动、减薄边界层厚度都有助于提高对流传热膜系数。
我们来逐一分析各个选项:
* **A. 利用多管程结构**:在流量一定的情况下,采用多管程结构可以减小流通截面积,从而**提高管内流体的流速**。流速增加会增强湍动程度,减薄滞流内层,从而显著**提高**对流传热膜系数。
* **B. 增大管径**:根据对流传热的关联式(如迪图斯-贝尔特公式 $Nu = 0.023 Re^{0.8} Pr^{n}$),努塞尔数 $Nu \propto Re^{0.8}$,而雷诺数 $Re = \frac{du\rho}{\mu}$。在流速 $u$ 不变的情况下,增大管径 $d$ 会使 $Re$ 增大,但传热膜系数 $\alpha = \frac{Nu \cdot \lambda}{d}$。综合来看,$\alpha \propto \frac{d^{0.8}}{d} = d^{-0.2}$。这意味着在流速恒定时,增大管径会导致传热膜系数**降低**。即使考虑流量恒定,增大管径会降低流速,导致 $Re$ 大幅下降,同样会使传热膜系数**降低**。因此,增大管径不能提高对流传热膜系数。
* **C. 在壳程内装折流挡板**:折流挡板可以改变壳程流体的流动方向,使其横向冲刷管束,并**提高壳程流体的流速和湍动程度**,防止短路,从而显著**提高**壳程的对流传热膜系数。
* **D. 冷凝时在管壁上开一些纵槽**:在膜状冷凝过程中,冷凝液会在壁面形成液膜,液膜是主要的热阻来源。在管壁上开纵槽可以利用表面张力作用,使冷凝液沿槽迅速排出,从而**减薄液膜厚度**,减小热阻,**提高**冷凝传热膜系数。
综上所述,增大管径通常会降低对流传热膜系数,而其他选项均能提高该系数。
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
增大管径不能提传热系数
题目纠错
化工总控工理论题库
