作者laertes (伊薩凱<L>)
看板Physics
標題[問題] 管內流空氣散熱問題
時間Fri Nov 29 12:20:53 2019
【出處】(習題或問題的出處)
一般經典的工程問題,想儘可能的算得準一點,但算下去就亂了...囧
【題目】(題目的文字敘述,如有圖片亦可提供圖片)
一根不鏽鋼管外徑12.7 mm 內徑8.7 mm,在入口內部通入流速15LPM,且
350度C的空氣,希望最終散熱後的出口與外界空氣溫度皆為25度C,請問
這根不鏽鋼管應該要多長。
己知: 1. 空氣靜止熱對流係數 = 10 W/m2.K
2. 不鏽鋼熱傳導係數 = 20 W/m.K
【瓶頸】1. 人太老,把大二的內容都忘光了。
a. 應該是先求熱阻。
hi = 內流體熱對流係數 Ai = 管內面積
ho = 外部靜止空氣熱對流係收 Ao = 管外面積
Ro = 管外徑 Ri = 管內徑
pi = 3.1415926 k = 不鏽鋼熱傳導係數
Rth = 1/hiAi + 1n(Ro/Ri)/2pikL + 1/hoAo
只有 hi 不知道。
b. 求hi
先看Re 雷諾數是多少
350度C 空氣密度 = 0.5665 kg/m3
25 度C 空氣密度 = 1.184 kg/m3
空氣流速V@25度C = 15LPM/管內徑面積
= 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
空氣流速V@350度C = 31.36LPM/管內徑面積
= 8.7808 m/s
黏度不知道要用哪一個 Dynamic 還是 Kinematic 這個可以方便解釋一下嗎
我阿公托夢說先用 Dynamic好了。
Dynamic Viscosity@25度C = 18.03*10^-6 Ps
Dynamic Viscosity@350度C = 30.93*10^-6 Ps
看一下高溫時,Re會到多少
Re = ρVD/u
= 0.5665 * 8.7808 * 0.0087 / 30.93*10^-6 = 1399 依舊層流
算一下低溫時,Re是多少 (不知道算來幹嘛的,就想看一下)
Re = 1.184 * 4.205 * 0.0087 / 18.03*10^-6 = 2402 (靠腰) > 2300
當作沒看到! 還是當成層流 = =+
c. 然後我這裡卡關了,接下來是要用Nu數(努塞爾數)來求hi嗎?
Nu = hL/k 這個L在這個問題代表的是什麼?
應該要用哪條經驗公式?
d. 求完hi後,可以得到Rth總熱阻,那得到總熱阻後,再下一步是什麼=___=?
e. 因為很多係數在相對應溫度數會有變化,建議應該要怎麼取拾比較好。
以上求幫說明,萬分感謝!!!!!
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