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首届化工总控工竞赛题库2021.06
950
单选题

88、某换热器中冷热流体的进出口温度分别为T1=400K,T2=300K,t1=200K,t2=230K,逆流时,△tm=K。

A
170
B
100
C
200
D
132

答案解析

正确答案:D

解析:


好的,让我们一起来解析这道关于换热器传热效率的单选题。

首先,我们需要了解题目中的一些关键术语。换热器是一种用于热交换的设备,它可以将热量从一个流体传递到另一个流体。题目中提到的逆流是指冷热流体在换热器中的流动方向相反。

题目给出的数据包括:
- 冷流体的进口温度 \( T1 = 400K \)
- 热流体的进口温度 \( t1 = 200K \)
- 冷流体的出口温度 \( T2 = 300K \)
- 热流体的出口温度 \( t2 = 230K \)

题目要求我们计算逆流时的温差修正系数 \( \Delta t_m \)。

在逆流换热器中,温差修正系数 \( \Delta t_m \) 是一个重要的参数,它用于校正实际传热温差与对数平均温差之间的差异。对数平均温差(\( \Delta t_{m} \))是计算传热效率的关键,其计算公式为:

\[ \Delta t_{m} = \frac{(t_{1} - t_{2}) - (T_{1} - T_{2})}{\ln\left(\frac{t_{1} - t_{2}}{T_{1} - T_{2}}\right)} \]

将题目中的数值代入公式中,我们得到:

\[ \Delta t_{m} = \frac{(200K - 230K) - (400K - 300K)}{\ln\left(\frac{200K - 230K}{400K - 300K}\right)} \]
\[ \Delta t_{m} = \frac{(-30K) - (100K)}{\ln\left(\frac{-30K}{100K}\right)} \]
\[ \Delta t_{m} = \frac{-130K}{\ln\left(-\frac{3}{10}\right)} \]

由于自然对数的底数 \( e \) 的对数函数在负数上是未定义的,我们需要注意这里的负号。实际上,这里的 \( \Delta t_{m} \) 应该是正值,因为它是温差修正系数。我们可以通过取绝对值来计算:

\[ \Delta t_{m} = \frac{130K}{\ln\left(\frac{3}{10}\right)} \]

通过计算,我们可以得到 \( \Delta t_{m} \) 的值大约是 132K。因此,正确答案是 D: 132。

为了帮助你更好地理解这个概念,我们可以用一个生动的例子来想象一下。想象一个热水管和冷水管并排放置,热水管中的水从高温流向低温,而冷水管中的水则相反。如果我们直接比较两端的温差,我们会发现这个温差比实际用于热交换的温差要大。这就是为什么我们需要 \( \Delta t_{m} \) 来校正,因为它帮助我们更准确地计算热交换的效率。
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