题目
冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为 90 C,出口温度为50 C,冷水进口温度为 15 C,出口温度为53 C,冷热水的流量相同, 且假定冷热水的物性为相同, 则热损失占传热 量的( )。A. 5%B. 、6%C. 、7%D. 、8%
冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为 90 C,出口温度为50 C,冷水进口温度为 15 C,出口温度为53 C,冷热水的流量相同, 且假定冷热水的物性为相同, 则热损失占传热 量的( )。
A. 5%
B. 、6%
C. 、7%
D. 、8%
题目解答
答案
A. 5%
解析
考查要点:本题主要考查间壁换热器中热量传递与热损失的计算,涉及热力学第一定律的应用及㶲损失的理解。
解题核心思路:
- 明确热量守恒:热流体释放的总热量等于冷流体吸收的热量加上热损失。
- 利用流量与物性相同:冷热水流量相同且物性相同,可直接通过温差计算热量差。
- 计算比例关系:热损失占总传热量的百分比可通过热量差与总热量的比值得出。
破题关键点:
- 热量差即热损失:热流体释放的热量与冷流体吸收的热量之差即为热损失。
- 直接代入公式:通过温差计算热量,避免复杂公式推导。
步骤1:计算热流体释放的热量
热流体(热水)释放的热量为:
$Q_{\text{hot}} = m c (T_{\text{hot,in}} - T_{\text{hot,out}}) = m c (90 - 50) = 40 m c$
步骤2:计算冷流体吸收的热量
冷流体(冷水)吸收的热量为:
$Q_{\text{cold}} = m c (T_{\text{cold,out}} - T_{\text{cold,in}}) = m c (53 - 15) = 38 m c$
步骤3:计算热损失
根据热量守恒,热损失为:
$Q_{\text{loss}} = Q_{\text{hot}} - Q_{\text{cold}} = 40 m c - 38 m c = 2 m c$
步骤4:计算热损失占比
热损失占总传热量的百分比为:
$\text{占比} = \frac{Q_{\text{loss}}}{Q_{\text{hot}}} \times 100\% = \frac{2 m c}{40 m c} \times 100\% = 5\%$