单选 (10分) 冷热流体在换热器无相变逆流传热, 若冷流体的进口温度升高, 而其他操作条件不变, 则: 总传热系数______, 传热平均温度差______, 热流体出口温度______, 传热速率______。A. 减小; 减小; 增大; 减小B. 增大; 增大; 增大; 减小C. 不变; 减小; 增大; 减小D. 不变; 增大; 减小; 增大

本题考查换热器传热过程中，当冷流体进口温度变化时，总传热系数、传热平均温度差、热流体出口温度和传热速率的变化情况。解题思路是根据各参数的影响因素和相关公式，逐步分析每个参数的变化。

1. 总传热系数 $K$ 的分析

总传热系数 $K$ 主要取决于流体的物性、流动状态、换热器的结构等因素。题目中明确说明其他操作条件不变，即流体的物性、流速、换热器的结构等都没有改变，所以总传热系数 $K$ 不变。

2. 传热平均温度差 $\Delta T_m$ 的分析

对于逆流换热器，传热平均温度差 $\Delta T_m$ 的计算公式为：
$\Delta T_m = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2}}$
其中，$\Delta T_1 = T_1 - t_2$，$\Delta T_2 = T_2 - t_1$，$T_1$ 和 $T_2$ 分别为热流体的进出口温度，$t_1$ 和 $t_2$ 分别为冷流体的进出口温度。
已知冷流体进口温度 $t_1$ 升高，而其他操作条件不变，即热流体进出口温度 $T_1$ 和 $T_2$ 不变，冷流体出口温度 $t_2$ 也不变（因为其他操作条件不变，传热过程的热平衡关系不变）。
那么 $\Delta T_1 = T_1 - t_2$ 不变，$\Delta T_2 = T_2 - t_1$ 减小。
因为 $\Delta T_1$ 不变，$\Delta T_2$ 减小，所以 $\frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2}}$ 减小，即传热平均温度差 $\Delta T_m$ 减小。

3. 热流体出口温度 $T_2$ 的分析

根据热平衡方程 $Q = W_hC_{ph}(T_1 - T_2) = W_cC_{pc}(t_2 - t_1)$，其中 $W_h$ 和 $W_c$ 分别为热流体和冷流体的质量流量，$C_{ph}$ 和 $C_{pc}$ 分别为热流体和冷流体的比热容。
因为其他操作条件不变，所以 $W_h$、$W_c$、$C_{ph}$ 和 $C_{pc}$ 都不变，冷流体进口温度 $t_1$ 升高，冷流体出口温度 $t_2$ 不变（前面已分析），则 $W_cC_{pc}(t_2 - t_1)$ 减小。
又因为 $Q = W_hC_{ph}(T_1 - T_2)$，所以 $T_1 - T_2$ 减小，即热流体出口温度 $T_2$ 增大。

4. 传热速率 $Q$ 的分析

传热速率 $Q$ 的计算公式为 $Q = K A \Delta T_m$，其中 $A$ 为换热器的传热面积。
前面已分析出 $K$ 不变，$\Delta T_m$ 减小，而 $A$ 不变，所以 $Q = K A \Delta T_m$ 减小，即传热速率 $Q$ 减小。