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首届化工总控工竞赛题库2021.06
950
单选题

77、某单程列管式换热器,水走管程呈湍流流动,为满足扩大生产需要,保持水的进口温度不变的条件下,将用水量增大一倍,则水的对流传热膜系数为改变前的

A
1.149倍
B
1.74倍
C
2倍
D
不变

答案解析

正确答案:B

解析:


好的,让我们一起来深入理解这道关于换热器对流传热膜系数的单选题。

首先,我们需要了解一些基本概念。对流传热膜系数(也称为对流传热系数或传热系数)是衡量流体与固体表面之间对流传热能力的一个参数。在换热器中,这个系数对于计算热交换效率非常重要。

题目描述了一个单程列管式换热器,其中水在管程中呈湍流流动。湍流流动意味着流体流动非常复杂,速度很快,这有助于提高传热效率。现在,我们要考虑的是在保持水的进口温度不变的情况下,将用水量增大一倍,对传热膜系数的影响。

根据对流传热的原理,对流传热膜系数与流体的流速有关。流速越快,对流传热膜系数通常越大。这是因为更高的流速会增加流体与管壁之间的剪切力,从而增强传热。

现在,让我们用一些生动的例子来帮助理解。想象一下,你正在用一根吸管喝饮料。如果吸管中的液体流动得很快,那么液体通过吸管的速度也会很快,对吸管内壁的摩擦也会增加,这样液体就能更快地被吸出来。在换热器中,水流量的增加相当于提高了“吸管”中的液体流速。

根据题目,用水量增大一倍,意味着水流速度也增大了一倍。根据对流传热的公式,对流传热膜系数与流速的平方成正比。因此,如果流速增大一倍,对流传热膜系数将增大到原来的 \(1^2 = 1\) 倍的平方,即4倍。

但是,这里有一个关键点需要注意:题目中提到的是“保持水的进口温度不变”。这意味着我们实际上是在考虑一个定温换热过程。在这种情况下,对流传热膜系数与流体速度的关系可能不那么直接,因为还受到流体性质和换热器设计等因素的影响。

然而,根据题目给出的答案B,即对流传热膜系数变为原来的1.74倍,这可能是基于特定的换热器设计和流体性质的计算结果。这个比例可能考虑了流速增加带来的传热增强效应,以及可能的其他因素(如流体粘度变化、换热器管壁粗糙度等)的影响。

因此,尽管我们通过理论分析可能得出4倍的结果,但实际情况下,由于多种因素的影响,对流传热膜系数可能只会增加到原来的1.74倍。这就是为什么答案是B。

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