在一列管式加热器中,壳程为饱和水蒸气冷凝以加热管程中的空气。若空气流量增大10%,为保证空气出口温度不变,可采用的办法是_______ 。A. 壳程加折流挡板,增大壳程α值B. 将原先的并流改为逆流流动以增大ΔtmC. 开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸气流量D. 开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力

本题考查传热学中传热速率的调节方法。核心思路是理解当空气流量增大时，需要维持出口温度不变，必须保证传热速率$Q$与空气侧的热需求同步增加。关键点在于分析各选项如何影响传热速率公式$Q=U \cdot A \cdot \Delta T$，其中：

• $U$为总传热系数，与管程、壳程的对流换热系数相关；
• $A$为传热面积；
• $\Delta T$为平均温差，由壳程（蒸汽）与管程（空气）的温度决定。

破题关键：壳程为饱和蒸汽冷凝，其温度由压力决定。若蒸汽压力不变，温度恒定，此时需通过改变$\Delta T$或$U$来补偿流量增大带来的$Q$需求。

选项分析

选项A：壳程加折流挡板

• 作用：增大壳程对流换热系数$\alpha_{\text{壳}}$，从而提高总传热系数$U$。
• 局限：仅能间接提升$Q$，但无法直接改变平均温差$\Delta T$，效果有限。

选项B：并流改逆流

• 作用：增大平均温差$\Delta T_m$，从而提高$Q$。
• 局限：实际工程中改变流动方向难度较大，且题目未说明原流动方式，可行性存疑。

选项C：增大蒸汽流量

• 作用：可能提高壳程流速，进而增大$\alpha_{\text{壳}}$，提升$U$。
• 局限：蒸汽压力未变，壳程温度仍恒定，$\Delta T$不变，$Q$增幅有限。

选项D：提高蒸汽压力

• 作用：升高壳程饱和蒸汽温度$T_{\text{壳}}$，直接增大平均温差$\Delta T$。
• 优势：$\Delta T$的提升可显著增加$Q$，且无需改变传热面积或结构，最直接有效。