判断题
53、在列管换热器中,若用饱和蒸气加热空气,则总传热系数K接近空气的对流传热系数。
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
在列管换热器中,总传热系数 $K$ 的大小主要取决于热阻较大的一侧。传热过程的总热阻由以下几部分组成:
1. 饱和蒸气侧的对流传热热阻;
2. 管壁的导热热阻;
3. 空气侧的对流传热热阻;
4. 污垢热阻(通常较小或忽略不计)。
**具体分析如下:**
1. **饱和蒸气的对流传热系数很大**:饱和蒸气冷凝时,其对流传热系数($\alpha_{蒸汽}$)通常非常高,一般在 $5000 \sim 15000 \, \text{W}/(\text{m}^2\cdot\text{K})$ 甚至更高。因此,蒸气侧的热阻 $\frac{1}{\alpha_{蒸汽}}$ 非常小,可以忽略不计。
2. **空气的对流传热系数很小**:空气是气体,其导热性能差,对流传热系数($\alpha_{空气}$)通常很低,一般在 $10 \sim 100 \, \text{W}/(\text{m}^2\cdot\text{K})$ 左右。因此,空气侧的热阻 $\frac{1}{\alpha_{空气}}$ 非常大。
3. **金属管壁的热阻很小**:金属管壁较薄且导热系数大,其导热热阻通常也很小,可忽略不计。
根据串联热阻叠加原理,总传热系数 $K$ 的近似计算公式为:
$$ \frac{1}{K} \approx \frac{1}{\alpha_{蒸汽}} + \frac{1}{\alpha_{空气}} $$
由于 $\alpha_{蒸汽} \gg \alpha_{空气}$,所以 $\frac{1}{\alpha_{蒸汽}} \ll \frac{1}{\alpha_{空气}}$。因此,总热阻主要由空气侧的热阻决定,即:
$$ \frac{1}{K} \approx \frac{1}{\alpha_{空气}} \implies K \approx \alpha_{空气} $$
**结论:**
当用饱和蒸气加热空气时,控制传热过程的主要阻力来自空气侧,因此总传热系数 $K$ 接近于空气的对流传热系数。故该说法**正确**。
相关知识点:
蒸气加热空气K非近蒸气系数
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