换热器中冷热流体进出口温度一定时,下面说法中正确的是 。A. Dtm并<Dtm逆<Dtm折 B. Dtm逆=Dtm并=Dtm折 C. Dtm并<Dtm逆=Dtm折 D. tm并< tm逆 >tm折
换热器中冷热流体进出口温度一定时,下面说法中正确的是 。
A. Dtm并<Dtm逆<Dtm折B. Dtm逆=Dtm并=Dtm折
C. Dtm并<Dtm逆=Dtm折
D. tm并< tm逆 >tm折
题目解答
答案
正确答案: D
解析
本题考查换热器中不同流动方式下对数平均温差的比较,解题思路是分别明确并流、逆流和折流时对数平均温差的计算公式,再根据冷热流体进出口温度一定的条件进行分析比较。
1. 明确对数平均温差的定义和计算公式
对数平均温差$\Delta T_m$是衡量换热器传热推动力的重要指标,其计算公式为$\Delta T_m=\frac{\Delta T_1 - \Delta T_2}{\ln\frac{\Delta T_1}{\Delta T_2}}$,其中$\Delta T_1$和$\Delta T_2$分别是换热器两端的温差。
2. 分析并流时的对数平均温差$\Delta T_{m并}$
并流是指冷热流体从换热器的同一端进入,沿同一方向流动。设热流体进口温度为$T_1$,出口温度为$T_2$;冷流体进口温度为$t_1$,出口温度为$t_2$。则并流时,一端温差$\Delta T_{1并}=T_1 - t_1$,另一端温差$\Delta T_{2并}=T_2 - t_2$,所以$\Delta T_{m并}=\frac{(T_1 - t_1)-(T_2 - t_2)}{\ln\frac{T_1 - t_1}{T_2 - t_2}}$。
3. 分析逆流时的对数平均温差$\Delta T_{m逆}$
逆流是指冷热流体从换热器的两端分别进入,沿相反方向流动。逆流时,一端温差$\Delta T_{1逆}=T_1 - t_2$,另一端温差$\Delta T_{2逆}=T_2 - t_1$,所以$\Delta T_{m逆}=\frac{(T_1 - t_2)-(T_2 - t_1)}{\ln\frac{T_1 - t_2}{T_2 - t_1}}$。
4. 分析折流时的对数平均温差$\Delta T_{m折}$
折流是介于并流和逆流之间的一种流动方式,其对数平均温差$\Delta T_{m折}$的大小介于并流和逆流之间。
5. 比较三种流动方式下的对数平均温差大小
在冷热流体进出口温度一定的情况下,通过理论推导和实际分析可知,逆流时的对数平均温差最大,即$\Delta T_{m逆}$最大;并流时的对数平均温差最小,即$\Delta T_{m并}$最小;折流时的对数平均温差介于并流和逆流之间,即$\Delta T_{m并}<\Delta T_{m折}<\Delta T_{m逆}$。