判断题
釜式反应器体积越大,传热越容易。
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考察的是化工原理中反应器几何尺寸对传热性能的影响,具体涉及**比表面积**的概念。以下是详细解析:
### 核心结论
**该说法错误。** 釜式反应器体积越大,单位体积的传热面积反而越小,导致传热更加困难。
### 详细推导
1. **几何关系分析**
假设釜式反应器为圆柱形或球形,其特征线性尺寸为 $L$(如直径或高度)。
* **体积 ($V$)** 与尺寸的立方成正比:$V \propto L^3$
* **传热面积 ($A$)** 与尺寸的平方成正比:$A \propto L^2$
2. **比表面积的变化**
传热的难易程度通常取决于**单位体积拥有的传热面积**(即比表面积 $a$):
$$ a = \frac{A}{V} \propto \frac{L^2}{L^3} = \frac{1}{L} $$
由此可见,随着反应器体积增大(即特征尺寸 $L$ 增大),比表面积 $a$ 会**减小**。
3. **工程实际影响**
* **小反应器**:比表面积大,热量容易通过器壁散失或加入,温度控制相对容易。
* **大反应器**:体积增大带来的产热(或需热量)是按立方级增加的,而用于传热的器壁面积仅按平方级增加。这导致单位体积内的热负荷无法及时通过器壁移除或补充,容易造成局部过热或温度分布不均。
### 总结
釜式反应器放大时,**传热问题往往是主要的限制因素之一**。为了解决大型反应器的传热困难,工程上通常需要采取额外措施,如:
* 增加内部换热盘管或挡板;
* 提高搅拌速度以增强对流传热系数;
* 采用外循环换热器等。
因此,“体积越大,传热越容易”的说法是完全相反的,正确理解应为:**体积越大,传热越困难。**
相关知识点:
釜式反应器体积传热错
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