题目
13.(4.0分)在冷热流体进出口温度相同的条件,逆流操作时的平均传热温差比并流时的大,故可节省传热面积或加热介质用量。A. 对B. 错
13.(4.0分)在冷热流体进出口温度相同的条件,逆流操作时的平均传热温差比并流时的大,故可节省传热面积或加热介质用量。
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查对流体流动方式(逆流与并流)对平均传热温差影响的理解,以及其在工程应用中的意义。
解题核心思路:
- 平均传热温差的大小直接影响传热速率,温差越大,传热速率越快。
- 逆流与并流的流动方式会导致冷热流体的温度分布不同,从而影响平均温差。
- 关键结论:在进出口温度相同的条件下,逆流的平均传热温差大于并流,因此可减少传热面积或加热介质用量。
基本概念回顾
- 逆流:冷热流体流动方向相反,温度分布更均匀,平均温差更大。
- 并流:冷热流体流动方向相同,温度差随流动逐渐减小,平均温差较小。
- 对数平均温差(LMTD)公式:
$\Delta T_{\text{lm}} = \frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln \frac{\Delta T_1}{\Delta T_2}}$
其中,$\Delta T_1$ 和 $\Delta T_2$ 分别为进出口处的温差。
比较逆流与并流的温差
假设热流体进口温度 $T_{h,\text{in}} = 100^\circ \text{C}$,出口温度 $T_{h,\text{out}} = 60^\circ \text{C}$;冷流体进口温度 $T_{c,\text{in}} = 30^\circ \text{C}$,出口温度 $T_{c,\text{out}} = 50^\circ \text{C}$:
-
并流:
- 进口温差 $\Delta T_1 = 100 - 30 = 70^\circ \text{C}$
- 出口温差 $\Delta T_2 = 60 - 50 = 10^\circ \text{C}$
- LMTD = $\frac{70 - 10}{\ln \frac{70}{10}} \approx 30.85^\circ \text{C}$
-
逆流:
- 进口温差 $\Delta T_1 = 100 - 50 = 50^\circ \text{C}$
- 出口温差 $\Delta T_2 = 60 - 30 = 30^\circ \text{C}$
- LMTD = $\frac{50 - 30}{\ln \frac{50}{30}} \approx 39.16^\circ \text{C}$
结论:逆流的平均传热温差(39.16°C)大于并流(30.85°C),因此题干描述正确。