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单选题
38、设水在一圆直管内呈湍流流动,在稳定段处,其对流传热系数为α1;若将水的质量流量加倍,而保持其他条件不变,此时的对流传热系数α2与α1的关系为( )
A
α2=α1
B
a₂=1.74a₁
C
α2=20.8α1
D
α2=20.4α1
答案解析
正确答案：B
解析：
当水在圆直管内呈湍流流动时，对流传热系数可以用Dittus-Boelter方程计算：Nu = 0.023 Re^0.8 Pr^n，其中Nu是努塞尔数，Re是雷诺数，Pr是普朗特数。努塞尔数Nu与对流传热系数a的关系为Nu = aD/k，其中D是管径，k是导热系数。 雷诺数Re的计算公式为Re = (ρuD)/μ，其中ρ是密度，u是流速，μ是动力粘度。当质量流量加倍时，流速u也会加倍，因为质量流量m_dot = ρuA，而管径D和密度ρ不变，因此u2 = 2u1。 雷诺数Re变为原来的2倍，即Re2 = 2Re1。根据Dittus-Boelter方程，对流传热系数a与Re^0.8成正比。因此，当雷诺数Re变为原来的2倍时，对流传热系数a2与原来的a1的关系为a2 = a1 * 2^0.8。 计算得出，2^0.8 ≈ 1.741，因此对流传热系数a2约为原来的1.741倍。
相关知识点：
水流量加倍，膜系数变大
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