单选题
1011、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:
**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,增加流体的湍动程度、减小边界层厚度可以提高对流传热膜系数。我们逐一分析各个选项:
1. **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**。流速增加会增强流体的湍动程度,减薄边界层,进而**提高**对流传热膜系数。因此,该措施能提高膜系数。
2. **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 $Nu = \frac{\alpha d}{\lambda}$,雷诺数 $Re = \frac{du\rho}{\mu}$。
若保持流速 $u$ 不变,增大管径 $d$,虽然 $Re$ 增大导致 $Nu$ 增大,但 $\alpha \propto \frac{Nu}{d} \propto \frac{Re^{0.8}}{d} \propto \frac{d^{0.8}}{d} = d^{-0.2}$。即 $\alpha$ 与管径的 -0.2 次方成正比,**增大管径会导致对流传热膜系数降低**。
若保持流量不变,增大管径会使流速显著降低,导致 $Re$ 减小,湍动减弱,同样会**降低**对流传热膜系数。
因此,增大管径**不能**提高对流传热膜系数,反而会使其降低。
3. **C. 在壳程内装折流挡板**:
安装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**,破坏边界层,从而显著**提高**壳程的对流传热膜系数。因此,该措施能提高膜系数。
4. **D. 冷凝时在管壁上开一些纵槽**:
在膜状冷凝过程中,冷凝液会在壁面上形成液膜,液膜是主要的热阻来源。在垂直管壁上开纵槽,可以利用表面张力作用使冷凝液沿槽沟迅速排出,从而**减薄液膜厚度**,减小热阻,**提高**冷凝对流传热膜系数。因此,该措施能提高膜系数。
综上所述,只有增大管径会降低对流传热膜系数。
**正确答案:B**
相关知识点:
增大管径不能提对流传热
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化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
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