判断题
当换热器中热流体的质量流量、进出口温度及冷流体进出口温度一定时,采用并流操作可节省冷流体用量。()
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
该说法是**错误**的。
**详细推导如下:**
1. **热量衡算分析**
根据换热器的热量衡算方程:
$$ Q = m_h c_{p,h} (T_1 - T_2) = m_c c_{p,c} (t_2 - t_1) $$
其中:
* $m_h, m_c$ 分别为热、冷流体的质量流量;
* $c_{p,h}, c_{p,c}$ 分别为热、冷流体的比热容;
* $T_1, T_2$ 为热流体的进、出口温度;
* $t_1, t_2$ 为冷流体的进、出口温度。
题目中已知热流体的质量流量 $m_h$、进出口温度 $T_1, T_2$ 以及冷流体的进出口温度 $t_1, t_2$ 均一定。假设流体物性(比热容)不变,则换热任务所需的总传热量 $Q$ 是固定的。
由公式可知,冷流体用量 $m_c = \frac{Q}{c_{p,c}(t_2 - t_1)}$。由于 $Q$、$c_{p,c}$、$t_1$、$t_2$ 均确定,因此**无论采用并流还是逆流,冷流体的用量 $m_c$ 都是相同的**,并不会因为流动方式的不同而改变。
2. **传热平均温差分析**
虽然冷流体用量相同,但并流和逆流的主要区别在于**对数平均温差($\Delta t_m$)**:
* 在相同的进出口温度条件下,**逆流的对数平均温差大于并流的对数平均温差**($\Delta t_{m,逆流} > \Delta t_{m,并流}$)。
* 根据传热速率方程 $Q = K A \Delta t_m$,在传热量 $Q$ 和总传热系数 $K$ 一定的情况下,逆流操作所需的传热面积 $A$ 更小;或者说,在传热面积 $A$ 一定时,逆流能提供更强的传热推动力。
3. **结论**
* 流动方式(并流或逆流)影响的是**传热平均温差**和所需的**传热面积**,而不影响基于热量衡算得出的**流体用量**。
* 因此,“采用并流操作可节省冷流体用量”这一说法没有理论依据,是错误的。实际上,为了获得更大的平均温差以减小设备尺寸,工业上通常优先选用**逆流**操作,而不是并流。
相关知识点:
并流操作不能省冷流体量
题目纠错
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