作者laertes (伊萨凯<L>)
看板Physics
标题[问题] 管内流空气散热问题
时间Fri Nov 29 12:20:53 2019
【出处】(习题或问题的出处)
一般经典的工程问题,想尽可能的算得准一点,但算下去就乱了...囧
【题目】(题目的文字叙述,如有图片亦可提供图片)
一根不锈钢管外径12.7 mm 内径8.7 mm,在入口内部通入流速15LPM,且
350度C的空气,希望最终散热後的出口与外界空气温度皆为25度C,请问
这根不锈钢管应该要多长。
己知: 1. 空气静止热对流系数 = 10 W/m2.K
2. 不锈钢热传导系数 = 20 W/m.K
【瓶颈】1. 人太老,把大二的内容都忘光了。
a. 应该是先求热阻。
hi = 内流体热对流系数 Ai = 管内面积
ho = 外部静止空气热对流系收 Ao = 管外面积
Ro = 管外径 Ri = 管内径
pi = 3.1415926 k = 不锈钢热传导系数
Rth = 1/hiAi + 1n(Ro/Ri)/2pikL + 1/hoAo
只有 hi 不知道。
b. 求hi
先看Re 雷诺数是多少
350度C 空气密度 = 0.5665 kg/m3
25 度C 空气密度 = 1.184 kg/m3
空气流速V@25度C = 15LPM/管内径面积
= 0.00025 (m3/s) / ((pi/4)*(8.7*10^-3)^2)
= 4.20544 m/s
又V1/T1=V2/T2 所以15LPM@25度C = 31.36 LPM
空气流速V@350度C = 31.36LPM/管内径面积
= 8.7808 m/s
黏度不知道要用哪一个 Dynamic 还是 Kinematic 这个可以方便解释一下吗
我阿公托梦说先用 Dynamic好了。
Dynamic Viscosity@25度C = 18.03*10^-6 Ps
Dynamic Viscosity@350度C = 30.93*10^-6 Ps
看一下高温时,Re会到多少
Re = ρVD/u
= 0.5665 * 8.7808 * 0.0087 / 30.93*10^-6 = 1399 依旧层流
算一下低温时,Re是多少 (不知道算来干嘛的,就想看一下)
Re = 1.184 * 4.205 * 0.0087 / 18.03*10^-6 = 2402 (靠腰) > 2300
当作没看到! 还是当成层流 = =+
c. 然後我这里卡关了,接下来是要用Nu数(努塞尔数)来求hi吗?
Nu = hL/k 这个L在这个问题代表的是什麽?
应该要用哪条经验公式?
d. 求完hi後,可以得到Rth总热阻,那得到总热阻後,再下一步是什麽=___=?
e. 因为很多系数在相对应温度数会有变化,建议应该要怎麽取拾比较好。
以上求帮说明,万分感谢!!!!!
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