判断题
1、La4B1118对确定的汽轮机,在不稳定传热过程中,金属部件内外壁引起的温差与蒸汽和金属之间单位时间的传热量成正比。( )
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
这道题考查的是传热学基本原理在汽轮机运行中的应用,具体涉及不稳定传热(非稳态导热)过程中温差与热流密度的关系。
1. **物理原理分析**:
根据傅里叶导热定律(Fourier's Law),在导热过程中,通过单位面积的热流量(即单位时间的传热量密度 $q$)与温度梯度成正比。对于汽轮机的金属部件(如汽缸、转子等),可以近似看作平壁或圆筒壁导热。
在不稳定传热过程中,蒸汽与金属表面发生对流换热,热量随后通过金属壁进行传导。金属壁内外壁产生的温差 $\Delta t$ 是驱动热量在金属内部传递的动力。根据导热公式:
$$ Q = \frac{\lambda A \Delta t}{\delta} $$
其中:
* $Q$ 为单位时间的传热量;
* $\lambda$ 为金属的导热系数;
* $A$ 为传热面积;
* $\delta$ 为金属壁厚;
* $\Delta t$ 为金属内外壁温差。
2. **逻辑推导**:
对于“确定的汽轮机”而言,其金属部件的材料($\lambda$)、几何尺寸($A$ 和 $\delta$)都是固定不变的常数。因此,由上述公式变形可得:
$$ \Delta t = \frac{\delta}{\lambda A} \cdot Q $$
由此可见,金属部件内外壁的温差 $\Delta t$ 与单位时间的传热量 $Q$ 呈线性正比关系。
3. **工程意义**:
在汽轮机启动、停机或负荷剧烈变化等不稳定工况下,蒸汽与金属之间的换热强度越大(即单位时间传热量 $Q$ 越大),金属内部形成的温度梯度就越大,从而导致内外壁温差 $\Delta t$ 越大。过大的温差会产生巨大的热应力,可能危及设备安全。因此,控制升温速率本质上就是控制单位时间的传热量,进而控制金属温差。
**结论:**
题目所述“金属部件内外壁引起的温差与蒸汽和金属之间单位时间的传热量成正比”符合传热学基本规律,故答案为**正确**。
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