单选题
8.锅炉受热面外表面积灰或结渣,会使热交换时传热量减弱,因为灰渣()小。
A
对流换热系数;
B
辐射换热系数;
C
导热系数;
D
热阻。
答案解析
正确答案:C
解析:
这道题考查的是传热学的基本原理,特别是多层平壁导热中各层材料热物性对总传热量的影响。
**解析如下:**
1. **传热过程分析**:
锅炉受热面的热量传递过程通常包括:高温烟气侧的对流和辐射换热 $\rightarrow$ 管壁及灰渣层的导热 $\rightarrow$ 管内工质(水或蒸汽)的对流换热。
当受热面外表面积灰或结渣时,在原有的金属管壁外增加了一层灰渣层。
2. **灰渣层的特性**:
灰渣是一种多孔、疏松的物质,其内部含有大量空气空隙。相比于金属管壁,灰渣的**导热系数($\lambda$)**非常小。
* 金属的导热系数通常很大(几十到几百 W/(m·K))。
* 灰渣的导热系数通常很小(一般小于 1 W/(m·K),甚至更低)。
3. **热阻与传热量的关系**:
根据傅里叶定律和平壁导热公式,单层平壁的导热热阻 $R$ 计算公式为:
$$ R = \frac{\delta}{\lambda A} $$
其中:
* $\delta$ 为厚度
* $\lambda$ 为导热系数
* $A$ 为面积
由于灰渣的**导热系数 $\lambda$ 很小**,即使灰渣层厚度 $\delta$ 不大,其产生的导热热阻 $R$ 也会显著增大。
4. **结论推导**:
* 总传热系数 $K$ 与总热阻成反比。灰渣层增加了额外的巨大热阻,导致总热阻增加,从而使总传热系数降低,传热量减弱。
* 题目问的是“因为灰渣()小”,直接导致热阻变大、传热变弱的根本物理属性是灰渣的**导热系数**小。
**选项分析:**
* A. 对流换热系数:主要取决于流体流速和性质,虽然积灰可能改变表面粗糙度影响对流,但不是主要原因,且积灰主要影响的是导热环节。
* B. 辐射换热系数:积灰可能会改变表面黑度从而影响辐射,但同样,积灰层本身作为一个隔热层,其核心作用是阻碍导热。
* C. **导热系数**:正确。灰渣导热系数极小,形成了明显的“保温层”效应,阻碍热量从烟气向管壁传递。
* D. 热阻:错误。因为导热系数小,所以灰渣层的**热阻是大**的,而不是小。如果填“热阻小”,则传热量应该增强,与题意矛盾。
因此,正确答案是 **C**。
相关知识点:
受热面积灰结渣,因灰渣导热小
题目纠错
中级锅炉操作工(官方)
