单选题
3.对流过热器传热量一定,当过热器选用()布置所需受热面最少。
A
顺流;
B
逆流;
C
混流;
D
交叉流。
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
本题主要考察换热器(过热器)中流体流动方式对传热平均温差及受热面积的影响。
1. **基本公式分析**:
根据传热基本方程 $Q = K \cdot A \cdot \Delta t_m$,其中:
* $Q$ 为传热量(题目已知一定);
* $K$ 为传热系数(在工况相似时可视为近似相等或变化不大);
* $A$ 为受热面积;
* $\Delta t_m$ 为对数平均温差。
由公式变形可得:$A = \frac{Q}{K \cdot \Delta t_m}$。
由此可见,在传热量 $Q$ 和传热系数 $K$ 一定的情况下,**平均温差 $\Delta t_m$ 越大,所需的受热面积 $A$ 就越小**。
2. **不同布置方式的平均温差比较**:
在相同的进出口温度条件下不同流动布置的平均温差大小关系通常为:
**逆流 > 混流 > 交叉流 > 顺流**
* **逆流(Counter-flow)**:冷热流体反向流动。在整个换热面上,冷流体的出口端对应热流体的入口端,冷流体的入口端对应热流体的出口端。这种布置使得两流体间的温差沿程分布较为均匀,且能保持较大的平均温差。因此,在相同条件下,逆流的对数平均温差最大。
* **顺流(Parallel-flow)**:冷热流体同向流动。入口处温差最大,出口处温差最小,导致整体平均温差较小。
* **混流和交叉流**:其平均温差介于逆流和顺流之间。
3. **结论**:
由于**逆流布置**具有最大的对数平均温差 $\Delta t_m$,根据 $A = \frac{Q}{K \cdot \Delta t_m}$ 可知,完成相同的传热量任务时,逆流布置所需的受热面积最少。
*注:虽然逆流布置在节省金属耗量(受热面)方面最有优势,但在实际锅炉过热器设计中,有时也会采用顺流或混流,主要是为了降低管壁温度以保护材料,或者出于结构布置的考虑。但仅从“所需受热面最少”这一理论角度判断,应选逆流。*
故正确答案为 **B. 逆流**。
相关知识点:
对流过热器传热,逆流受热面最少
题目纠错
中级锅炉操作工(官方)
