题目
某逆流操作的套管换热器,要求保持T₁、T₂、W₁不变,今因t₁升高,可采用提高W₂的办法,其结果是_。A. Q不变,△t_m不变B. Q不变,K增加,△t_m减小C. Q增加,△t_m减小D. Q不变,K增加,△t_m不确定
某逆流操作的套管换热器,要求保持T₁、T₂、W₁不变,今因t₁升高,可采用提高W₂的办法,其结果是_。
A. Q不变,△t_m不变
B. Q不变,K增加,△t_m减小
C. Q增加,△t_m减小
D. Q不变,K增加,△t_m不确定
题目解答
答案
B. Q不变,K增加,△t_m减小
解析
步骤 1:理解问题背景
题目描述了一个逆流操作的套管换热器,其中热流体的进出口温度T₁和T₂保持不变,冷流体的进口温度t₁升高,为了维持换热效果,需要增加冷流体的流量W₂。我们需要分析这种情况下换热器的热负荷Q、传热系数K和平均温差△t_m的变化情况。
步骤 2:分析热负荷Q的变化
热负荷Q是热流体和冷流体之间传递的热量,由公式Q = W₁Cp₁(T₁ - T₂)给出,其中W₁是热流体的流量,Cp₁是热流体的比热容,T₁和T₂分别是热流体的进出口温度。由于题目中T₁、T₂和W₁保持不变,因此热负荷Q也不变。
步骤 3:分析传热系数K的变化
传热系数K是衡量换热器传热能力的指标,与流体的流动状态、换热器的结构和材料等因素有关。题目中没有提到这些因素的变化,因此可以认为传热系数K不变。但是,由于冷流体流量W₂增加,流体的湍流程度增加,传热系数K可能会增加。
步骤 4:分析平均温差△t_m的变化
平均温差△t_m是衡量换热器换热效果的重要参数,由公式△t_m = (△t₁ - △t₂) / ln(△t₁ / △t₂)给出,其中△t₁和△t₂分别是冷热流体进出口的温差。由于冷流体进口温度t₁升高,冷热流体进出口的温差△t₁和△t₂减小,因此平均温差△t_m减小。
题目描述了一个逆流操作的套管换热器,其中热流体的进出口温度T₁和T₂保持不变,冷流体的进口温度t₁升高,为了维持换热效果,需要增加冷流体的流量W₂。我们需要分析这种情况下换热器的热负荷Q、传热系数K和平均温差△t_m的变化情况。
步骤 2:分析热负荷Q的变化
热负荷Q是热流体和冷流体之间传递的热量,由公式Q = W₁Cp₁(T₁ - T₂)给出,其中W₁是热流体的流量,Cp₁是热流体的比热容,T₁和T₂分别是热流体的进出口温度。由于题目中T₁、T₂和W₁保持不变,因此热负荷Q也不变。
步骤 3:分析传热系数K的变化
传热系数K是衡量换热器传热能力的指标,与流体的流动状态、换热器的结构和材料等因素有关。题目中没有提到这些因素的变化,因此可以认为传热系数K不变。但是,由于冷流体流量W₂增加,流体的湍流程度增加,传热系数K可能会增加。
步骤 4:分析平均温差△t_m的变化
平均温差△t_m是衡量换热器换热效果的重要参数,由公式△t_m = (△t₁ - △t₂) / ln(△t₁ / △t₂)给出,其中△t₁和△t₂分别是冷热流体进出口的温差。由于冷流体进口温度t₁升高,冷热流体进出口的温差△t₁和△t₂减小,因此平均温差△t_m减小。