1230、要求热流体从300℃降到200℃,冷流体从50℃升高到260℃,宜采用( )换热。

这是一道关于换热器流动方式选择的经典工程热力学题目。以下是详细的解析： ### 1. 核心考点分析 本题主要考察**并流（Parallel Flow）**与**逆流（Counter Current Flow）**在温度变化范围上的限制，特别是针对冷流体出口温度能否超过热流体出口温度的情况。 ### 2. 温度条件梳理 * **热流体**：进口 $T_1 = 300^\circ\text{C}$，出口 $T_2 = 200^\circ\text{C}$ * **冷流体**：进口 $t_1 = 50^\circ\text{C}$，出口 $t_2 = 260^\circ\text{C}$ 注意一个关键现象：**冷流体的出口温度 ($260^\circ\text{C}$) 高于热流体的出口温度 ($200^\circ\text{C}$)**。 ### 3. 并流与逆流的特性对比 #### **并流 (B选项)** 在并流换热中，冷热流体从同一端进入，沿同一方向流动。 * **温度趋势**：热流体温度逐渐降低，冷流体温度逐渐升高，两者温度差逐渐减小，最终趋向于一个共同的极限温度。 * **限制条件**：在并流中，冷流体的出口温度 $t_2$ **永远不可能**超过热流体的出口温度 $T_2$。即必须满足 $t_2 < T_2$。 * **本题验证**：题目中 $t_2 (260^\circ\text{C}) > T_2 (200^\circ\text{C})$，这违反了并流换热的物理规律。因此，**并流不可行**。 #### **逆流 (A选项)** 在逆流换热中，冷热流体从相反方向进入，逆向流动。 * **温度趋势**：热流体的高温端对应冷流体的高温端，热流体的低温端对应冷流体的低温端。 * **优势**：逆流换热可以使冷流体的出口温度 $t_2$ 接近甚至超过热流体的出口温度 $T_2$（只要不超过热流体的进口温度 $T_1$ 即可）。即满足 $t_2 < T_1$ 即可实现。 * **本题验证**： * 热端温差：$\Delta T_1 = T_1 - t_2 = 300 - 260 = 40^\circ\text{C}$ * 冷端温差：$\Delta T_2 = T_2 - t_1 = 200 - 50 = 150^\circ\text{C}$ * 两端温差均大于0，且 $t_2 (260^\circ\text{C}) < T_1 (300^\circ\text{C})$，符合热力学第二定律，传热过程可以正常进行。 * 此外，逆流换热通常具有更大的平均温差（对数平均温差），换热效率更高。 ### 4. 结论 由于冷流体出口温度高于热流体出口温度（$260^\circ\text{C} > 200^\circ\text{C}$），这种工况**只能**通过逆流换热实现，并流换热无法达到此要求。 因此，宜采用 **逆流** 换热。 **正确答案：A**