判断题
流体与壁面进行稳定的强制湍流对流传热,层流内层的热阻比湍流主体的热阻大,故层流内层内的传热比湍流主体内的传热速率小。()
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考察的是对**稳态传热过程**中热通量(传热速率)分布的理解,以及热阻与温差之间的关系。以下是详细解析:
### 1. 核心概念辨析:稳态传热
题目中明确指出是“**稳定的**强制湍流对流传热”。在稳态传热过程中,根据能量守恒定律,通过垂直于流动方向的任意截面的**热通量($q$,即单位面积上的传热速率)是处处相等的**。
也就是说,从壁面到流体主体,热量依次穿过层流内层、缓冲层和湍流主体。在没有热源或汇的情况下,**层流内层的传热速率等于湍流主体的传热速率**。
因此,题目中后半句“故层流内层内的传热比湍流主体内的传热速率小”是**错误**的。
### 2. 热阻与温差的关系
虽然传热速率(热通量 $q$)在各层是相同的,但各层的**热阻**和**温差**分布不同:
* **层流内层**:流体呈层流流动,垂直于壁面方向的热量传递主要依靠**分子热传导**。由于流体的导热系数通常较小,因此层流内层的**热阻很大**。根据公式 $q = \frac{\Delta T}{R}$,在 $q$ 一定的情况下,热阻 $R$ 大,意味着该层的**温差 $\Delta T$ 也大**。事实上,对流传热的主要温差降就发生在层流内层。
* **湍流主体**:流体剧烈混合,热量传递主要依靠**涡流扩散**,其等效导热能力远大于分子导热,因此**热阻很小**。同样根据 $q = \frac{\Delta T}{R}$,热阻小意味着该层的**温差 $\Delta T$ 很小**,温度分布比较均匀。
### 3. 总结
* **正确理解**:层流内层的热阻比湍流主体大,导致层流内层的**温度梯度大(温差大)**,而不是传热速率小。
* **错误原因**:混淆了“热阻大”与“传热速率小”的概念。在串联的稳态传热过程中,各环节的热流量(速率)是相等的,热阻大只说明该环节分担了更多的温差。
**结论:** 题目表述错误。
相关知识点:
层流内层热阻大传热快
题目纠错
化工总控工理论题库
