单选题
关于传热糸数K下述说法中错误的是()。
A
传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值
B
总传热糸数K随着所取的传热面不同而异
C
传热糸数K可用来表示传热过程的强弱,与冷热流体的物性无关
D
要提高K值,应从降低最大热阻着手
答案解析
正确答案:C
解析:
这是一道关于化工原理或传热学中**总传热系数($K$)**概念的理解题。我们需要逐一分析各个选项,找出说法错误的一项。
### 详细解析
**1. 分析选项 A:传热过程中总传热系数 $K$ 实际上是个平均值**
* **判断**:正确。
* **理由**:在实际的换热设备中,流体的温度沿流动方向是变化的,这会导致流体的粘度、导热系数等物性参数发生变化,进而使得局部传热系数发生变化。此外,如果换热面存在污垢,其分布也可能不均匀。因此,工程计算中使用的总传热系数 $K$ 通常是指整个换热面上的**平均总传热系数**。
**2. 分析选项 B:总传热系数 $K$ 随着所取的传热面不同而异**
* **判断**:正确。
* **理由**:总传热速率方程为 $Q = K A \Delta t_m$。对于圆筒壁(如管壳式换热器的管子),内表面积 $A_i$ 和外表面积 $A_o$ 是不同的。
* 若基于内表面定义:$Q = K_i A_i \Delta t_m$
* 若基于外表面定义:$Q = K_o A_o \Delta t_m$
* 因为 $Q$ 和 $\Delta t_m$ 是确定的,且 $A_i \neq A_o$,所以 $K_i \neq K_o$。它们之间的关系为 $K_i A_i = K_o A_o$。因此,$K$ 值确实取决于基准传热面的选择。
**3. 分析选项 C:传热系数 $K$ 可用来表示传热过程的强弱,与冷热流体的物性无关**
* **判断**:**错误**。
* **理由**:
* 前半句正确:$K$ 值越大,说明在相同的温差和面积下传递的热量越多,确实反映了传热过程的强弱。
* 后半句错误:总传热系数 $K$ 是由串联的各个分热阻决定的。对于平壁,$\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_1} + \frac{\delta}{\lambda} + \frac{1}{\alpha_2} + R_s$。
* $\alpha_1, \alpha_2$ 是对流传热系数,它们直接依赖于流体的**密度、粘度、比热容、导热系数**等物性参数(例如通过努塞尔数 $Nu$、雷诺数 $Re$、普朗特数 $Pr$ 等准数关联式计算)。
* $\lambda$ 是壁面材料的导热系数,也是物性参数。
* 因此,$K$ 值**强烈依赖**于冷热流体的物性。
**4. 分析选项 D:要提高 $K$ 值,应从降低最大热阻着手**
* **判断**:正确。
* **理由**:总热阻等于各分热阻之和。根据“短板效应”或串联电阻的原理,总热阻的大小主要受**最大分热阻**的控制。
* 例如,如果气体侧的对流传热热阻远大于液体侧和管壁热阻,那么提高气体侧的流速或改变流动状态以减小该侧热阻,能显著提高 $K$ 值;而单纯减小原本就很小的液体侧热阻,对提高 $K$ 值效果微乎其微。
* 因此,强化传热的关键在于识别并降低控制步骤(即最大热阻)。
### 结论
综上所述,选项 A、B、D 的说法均符合传热学原理,只有选项 C 声称 $K$ 与流体物性无关是错误的。
**正确答案:C**
相关知识点:
传热系数K与物性有关错
题目纠错
化工总控工理论题库
