单选题
换热器中冷热流体一般为逆流流动,这主要是为了()
A
提高传热系数
B
减少冷却剂用量
C
提高对数平均温度差
D
减小流动阻力
答案解析
正确答案:C
解析:
在换热器设计中,冷热流体的流动方式主要有逆流、并流和错流等。选择逆流流动的主要原因可以从传热基本方程 $Q = K A \Delta t_m$ 来分析,其中 $Q$ 为传热量,$K$ 为传热系数,$A$ 为传热面积,$\Delta t_m$ 为对数平均温度差。
1. **关于对数平均温度差 ($\Delta t_m$)**:
在进出口温度相同的情况下,逆流布置的对数平均温度差通常大于并流布置。这意味着在传递相同的热量 $Q$ 和传热系数 $K$ 不变的前提下,逆流可以使用更小的传热面积 $A$,从而节省材料、减小设备体积和成本;或者在相同的传热面积下,逆流能传递更多的热量。因此,**提高对数平均温度差**是采用逆流的主要目的。
2. **关于其他选项的分析**:
* **A. 提高传热系数**:传热系数 $K$ 主要取决于流体的物理性质、流速、流动状态(层流或湍流)以及换热面的几何形状,与流动方向(逆流或并流)无直接关系。
* **B. 减少冷却剂用量**:虽然逆流可以使冷流体出口温度高于热流体出口温度(极限情况下接近热流体进口温度),从而可能提高热效率,但这并不是选择逆流的“主要”通用原因,且冷却剂用量更多取决于工艺要求的热负荷和比热容。核心优势依然体现在温差上。
* **D. 减小流动阻力**:流动阻力主要与流速、管道长度、粗糙度及局部阻力件有关,逆流本身并不必然导致流动阻力减小,有时甚至因为结构复杂而增加阻力。
综上所述,换热器中冷热流体一般采用逆流流动,主要是为了获得较大的对数平均温度差,以强化传热效果或减小换热面积。
故正确答案为 **C**。
相关知识点:
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