482.当换热器中冷热流体的进出口温度一定时,判断下面的说法哪一个是错误的[ ]。

这是一道关于换热器传热原理的经典题目。我们需要根据传热基本方程 $Q = K A \Delta t_m$ 以及不同流动方式（逆流、并流等）对平均温差 $\Delta t_m$ 的影响来进行分析。 **正确答案是：B** 以下是详细解析： ### 1. 核心前提分析 题目中明确指出：“**冷热流体的进出口温度一定**”。 这意味着： * 热负荷 $Q$ 是固定的（由流体的流量、比热容和温差决定，既然进出口温度定了，且通常隐含流量满足热量平衡，则交换的热量总值确定）。 * 冷热流体的进口温度 $T_1, t_1$ 和出口温度 $T_2, t_2$ 都是定值。 ### 2. 逐项分析 **A. 逆流时, $\Delta t_m$ 一定大于并流、错流或折流时的 $\Delta t_m$ —— [说法正确]** * **解析**：在相同的进出口温度条件下，逆流布置的对数平均温差（LMTD）是最大的。并流的平均温差最小。错流和折流介于两者之间，通常需要乘以小于1的温度差校正系数 $\psi$（或 $\phi$），即 $\Delta t_m = \psi \Delta t_{m,逆流}$。因此，逆流的 $\Delta t_m$ 确实最大。 **B. 采用逆流操作时可以节约热流体[或冷流体]的用量 —— [说法错误]** * **解析**：这是本题的关键陷阱。 * 流体的用量（质量流量 $W$）是由热量衡算方程决定的：$Q = W_h C_{ph} (T_1 - T_2) = W_c C_{pc} (t_2 - t_1)$。 * 题目已经限定“**进出口温度一定**”。如果进出口温度确定了，且换热量 $Q$ 也确定了（或者由工艺要求确定），那么流体的用量 $W$ 也就随之确定了，与流动方式（逆流还是并流）**无关**。 * **补充说明**：逆流的优势在于，在**相同流体用量**下，它可以使冷流体出口温度更高，或热流体出口温度更低（即极限温差更小），从而回收更多热量。但在本题“进出口温度已固定”的前提下，改变流向并不能改变已经确定的流量需求。因此，说“节约用量”是错误的逻辑。 **C. 采用逆流操作可以减少所需的传热面积 —— [说法正确]** * **解析**：根据传热方程 $Q = K A \Delta t_m$，变形得 $A = \frac{Q}{K \Delta t_m}$。 * 由于 $Q$ 一定（由温度变化和流量决定），假设总传热系数 $K$ 变化不大。 * 因为逆流的 $\Delta t_m$ 最大（见选项A分析），分母变大，所以所需的传热面积 $A$ 最小。 * 因此，相比并流或其他流动方式，逆流确实能减少所需的传热面积，节省设备投资。 **D. 温度差校正系数 $\psi$ 的大小反映了流体流向接近逆流的程度 —— [说法正确]** * **解析**：对于错流和折流换热器，计算平均温差时采用公式 $\Delta t_m = \psi \Delta t_{m,逆流}$。 * $\psi$ 值越接近 1，说明该流动方式的平均温差越接近逆流，传热效率越高。 * $\psi$ 值越小，说明偏离逆流越远，传热效果越差（接近并流）。 * 因此，$\psi$ 确实反映了流向接近逆流的程度。 ### 3. 总结 * **逆流的主要优点**：在相同传热任务下，平均温差最大 $\rightarrow$ 所需传热面积最小；或者在相同面积下，能实现更大的温度变化（更充分利用热能）。 * **本题陷阱**：题目锁定了“进出口温度”，意味着热力学状态点已固定，此时流量由能量守恒唯一确定，不随流向改变。因此选项 B 混淆了因果关系。 故错误的说法是 **B**。