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化工总控工理论题库
1,831
单选题

为了提高蒸发器的强度,可()。

A
采用多效蒸
B
加大加热蒸汽侧的对流传热
系数
C
提高沸腾侧的对流传热系数
D
增加换热面积

答案解析

正确答案:C

解析:

**解析:** 蒸发器的“强度”通常指的是**蒸发强度**($U$),即单位传热面积、单位时间内蒸发的水分量。其计算公式可以表示为: $$ U = \frac{W}{A} = \frac{Q}{r \cdot A} = \frac{K \cdot A \cdot \Delta t_m}{r \cdot A} = \frac{K \cdot \Delta t_m}{r} $$ 其中: * $W$ 为蒸发量; * $A$ 为传热面积; * $Q$ 为传热量; * $K$ 为总传热系数; * $\Delta t_m$ 为有效温度差; * $r$ 为二次蒸汽的汽化潜热。 由公式可知,要提高蒸发强度 $U$,主要途径有: 1. **提高总传热系数 $K$**; 2. **增大有效温度差 $\Delta t_m$**。 我们来分析各个选项: * **A. 采用多效蒸发**:多效蒸发的主要目的是**节约能源**(提高加热蒸汽的经济性),即减少单位蒸发量所消耗的生蒸汽量。虽然它改变了流程,但就单个蒸发器或整体系统的“强度”(单位面积的蒸发能力)而言,由于多效蒸发中后效的温度差减小,往往会导致整体平均传热温差降低,并不直接用于提高“强度”,甚至可能因温差损失而降低单效强度。因此,这不是提高强度的直接手段。 * **B. 加大加热蒸汽侧的对流传热系数**:加热蒸汽侧通常是冷凝传热,其对流传热系数($\alpha_1$)已经很大。在总传热系数 $K$ 的计算中($\frac{1}{K} = \frac{1}{\alpha_1} + \frac{\delta}{\lambda} + \frac{1}{\alpha_2}$),$\alpha_1$ 很大意味着 $\frac{1}{\alpha_1}$ 很小,对总热阻的贡献较小。因此,单纯提高这一侧的系数对提高总传热系数 $K$ 的效果不明显,不是控制步骤。 * **C. 提高沸腾侧的对流传热系数**:沸腾侧(溶液侧)的对流传热系数($\alpha_2$)通常远小于蒸汽冷凝侧,是传热过程的主要热阻所在(控制步骤)。根据串联热阻原理,减小最大热阻能显著提高总传热系数 $K$。因此,通过改善流动状态、防止结垢等方式提高沸腾侧的对流传热系数,能有效提高 $K$,从而显著提高蒸发强度。这是最直接且有效的措施。 * **D. 增加换热面积**:由公式 $U = \frac{W}{A}$ 可知,增加换热面积 $A$ 会增加总蒸发量 $W$,但**蒸发强度 $U$ 是单位面积的能力**,与面积大小无关。增加面积是提高生产能力的手段,而不是提高“强度”的手段。 综上所述,提高沸腾侧的对流传热系数是提高蒸发器强度的关键措施。 **正确答案:C**

相关知识点:

提蒸发器强度靠沸腾传热系

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