判断题
113、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。
**理由如下:**
1. **传热温差比较**:
在热流体进出口温度($T_1, T_2$)和冷流体进出口温度($t_1, t_2$)均相同的情况下,**逆流操作**的对数平均温差($\Delta t_m$)总是**大于或等于****并流操作**的对数平均温差。
* 逆流时,冷热流体反向流动,沿程温差分布较均匀,整体平均温差较大。
* 并流时,冷热流体同向流动,出口端温差趋近于零,导致整体平均温差较小。
2. **传热方程分析**:
根据传热基本方程 $Q = K A \Delta t_m$:
* 题目中隐含换热任务一定,即换热量 $Q$ 固定(由热流体的流量和温差决定)。
* 若假设传热系数 $K$ 和换热面积 $A$ 不变,由于并流的 $\Delta t_m$ 较小,为了完成相同的换热任务 $Q$,并流操作实际上往往需要更大的换热面积,或者在面积固定时需要更大的驱动势。
* 但从**流体用量**的角度来看,更直接的判断依据是能量守恒和极限温度限制。
3. **冷流体用量的决定因素**:
冷流体的用量 $m_c$ 由热量衡算方程决定:
$$ Q = m_h c_{ph} (T_1 - T_2) = m_c c_{pc} (t_2 - t_1) $$
由此可得:
$$ m_c = \frac{m_h c_{ph} (T_1 - T_2)}{c_{pc} (t_2 - t_1)} $$
题目中明确指出:**热流体的质量流量、进出口温度**(即 $m_h, T_1, T_2$ 固定)及**冷流体进出口温度**(即 $t_1, t_2$ 固定)一定。
这意味着分子和分母中的所有变量都是固定的。因此,无论采用并流还是逆流,**所需的冷流体用量 $m_c$ 是完全相同的**,只取决于热量平衡,与流动方式无关。
4. **结论修正**:
* 流动方式(并流或逆流)影响的是**对数平均温差** $\Delta t_m$,进而影响所需的**换热面积** $A$ 或在相同面积下的**传热效率**。
* 在相同的进出口温度条件下,逆流操作因平均温差大,可以减小所需的换热面积;或者说,在换热面积有限时,逆流能实现更大的换热量或更接近的温度交叉。
* 但就**冷流体用量**而言,只要进出口温度确定,用量就由能量守恒唯一确定,与流向无关。因此,“采用并流操作可节省冷流体用量”的说法没有理论依据,且通常工程上更倾向于使用逆流以获得更大的平均温差。
综上所述,该命题错误。
相关知识点:
并流省冷流体用量?错
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