1013、两种流体的对流传热膜系数分别为a1和a2,当a1<<a2时,欲提高传热系数,关键在于提高[ ]的值才有明显的效果。

这是一道关于**传热学**中**对流传热系数**与**总传热系数**关系的经典题目。以下是详细的解析： ### 1. 核心原理：串联热阻模型 在间壁式传热过程中，总传热系数 $K$ 与各分热阻之间的关系可以近似表示为（忽略壁面热阻和污垢热阻以简化分析）： $$ \frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_1} + \frac{1}{\alpha_2} $$ 其中： * $K$ 为总传热系数。 * $\alpha_1$ 和 $\alpha_2$ 分别为两侧流体的对流传热膜系数。 * $\frac{1}{\alpha}$ 代表对流传热的热阻。 这个公式表明，**总热阻等于各分热阻之和**。 ### 2. 逻辑推导：控制步骤分析 题目中给出条件：**$\alpha_1 \ll \alpha_2$** （即 $\alpha_1$ 远小于 $\alpha_2$）。 根据倒数关系： * 因为 $\alpha_1$ 很小，所以 $\frac{1}{\alpha_1}$ **很大**。 * 因为 $\alpha_2$ 很大，所以 $\frac{1}{\alpha_2}$ **很小**。 代入总热阻公式： $$ \frac{1}{K} = \underbrace{\frac{1}{\alpha_1}}_{\text{大热阻}} + \underbrace{\frac{1}{\alpha_2}}_{\text{小热阻}} \approx \frac{1}{\alpha_1} $$ 由此可见，总热阻主要由**较大**的那个分热阻决定，也就是由**较小**的对流传热系数 $\alpha_1$ 决定。在传热学中，这被称为**“控制步骤”**或**“瓶颈”**。 ### 3. 选项分析 * **A. $\alpha_1$**：由于 $\alpha_1$ 是较小的值，它对应的热阻 $\frac{1}{\alpha_1}$ 占据了总热阻的主导地位。提高 $\alpha_1$ 会显著降低总热阻，从而显著提高总传热系数 $K$。**（正确）** * **B. $\alpha_2$**：$\alpha_2$ 已经很大，其对应的热阻 $\frac{1}{\alpha_2}$ 在总热阻中占比极小。即使大幅提高 $\alpha_2$，对总热阻 $\frac{1}{K}$ 的影响也微乎其微，因此对提高 $K$ 效果不明显。 * **C. $\alpha_1$ 和 $\alpha_2$**：虽然同时提高两者也能提高 $K$，但题目问的是“关键在于提高谁...才有**明显**的效果”。提高 $\alpha_2$ 属于事倍功半，不是关键所在。 * **D. 与两者无关**：显然错误，$K$ 直接取决于 $\alpha_1$ 和 $\alpha_2$。 ### 4. 结论 当两个对流传热系数相差悬殊时，**总传热系数受限于较小的那个对流传热系数**。欲强化传热，必须针对热阻大的一侧（即 $\alpha$ 小的一侧）采取措施。 因此，关键在于提高 **$\alpha_1$** 的值。 **正确答案：A**