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[求助]
求助：關(guān)于肋片效率問題以及換熱系數(shù)測(cè)量誤差分析
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求助各位能動(dòng)的同學(xué)，小妹是學(xué)機(jī)械的，主要是做仿真模擬。最近投了篇計(jì)算仿真燃?xì)馔钙絻?nèi)冷通道的流動(dòng)換熱特性的文章，結(jié)果審稿人的問題幾乎都是針對(duì)我計(jì)算驗(yàn)證所用到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信度和誤差上的，關(guān)于實(shí)驗(yàn)我確實(shí)好多東西都不太懂，無奈了，在此請(qǐng)各位同學(xué)幫我分析一下審稿人的意見吧，順便幫我看看我的回答有啥問題沒，先謝謝了~~ 審稿問題： 1. [問題]論文對(duì)實(shí)驗(yàn)換熱系數(shù)額獲取尚未解釋清楚。如：實(shí)驗(yàn)中是通過測(cè)量壁面溫度來計(jì)算換熱系數(shù)的，該壁溫應(yīng)該是外壁溫。然而，計(jì)算換熱系數(shù)（式（1）中）應(yīng)為內(nèi)壁溫，若壁面溫度均勻，且導(dǎo)熱熱阻可忽略不計(jì)，或內(nèi)側(cè)為平表面，則沒問題。但是，由于內(nèi)側(cè)為有肋壁面，有肋部分與無肋部分壁溫有較大差異，且似乎也沒辦法進(jìn)行處理（由于換熱系數(shù)未知，故肋效率也未知），故有此測(cè)得的換熱系數(shù)可信度如何，作者應(yīng)予以說明。 [回答] 非常感謝審稿人提出的意見。本試驗(yàn)參考Han[1]的熱電偶測(cè)點(diǎn)方案布置，在測(cè)量的關(guān)鍵位置（0.5 [問題]論文作者已對(duì)論文作了相應(yīng)修改。但第一個(gè)問題尚有可商榷之處。由于按方程（1）所做的計(jì)算結(jié)果是否正確是有條件的，即由此獲得的換熱系數(shù)為平均值應(yīng)有個(gè)條件，即肋片效率等于1，或接近于1（否則的話誤差較大）。然而，文中所提到的肋片長(zhǎng)度達(dá)80mm，其肋效率是否足夠大，作者應(yīng)予以說明。 實(shí)驗(yàn)通道的肋片長(zhǎng)厚度為2.5mm，高度2.5mm，肋間長(zhǎng)度為22.5mm，材料是不銹鋼，導(dǎo)熱系數(shù)19(W/K/m2). 請(qǐng)問大家，審稿人說的這個(gè)肋效率是指的單個(gè)肋片的肋效率，還是肋面總效率呢？ 第一個(gè)肋效率我計(jì)算出來大約為0.69，第二個(gè)肋面總效率為0.9225. 或者說，此測(cè)得的換熱系數(shù)可信度，這個(gè)問題大家覺得應(yīng)該怎么回答審稿人比較好呢？非常感謝大家的建議和意見呀~~~ [ Last edited by lynchsue on 2012-4-12 at 22:15 ] |
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【答案】應(yīng)助回帖
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
lynchsue: 金幣+5, ★★★很有幫助, 非常感謝 2012-04-13 09:34:16
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樓主你好，關(guān)于你的問題我有幾個(gè)想法，如有不妥望見諒。 1. 我覺得你第一次的rebuttal并沒有直接面對(duì)reviewer提出的問題，而是采用了迂回的方式來進(jìn)行回答，而且并沒有解釋問題。因此，才有了reviewer的第二次remark。p.s.: 這個(gè)referee真心不錯(cuò)啊，還給了樓主第二次機(jī)會(huì)。樓主要把握好，這次好好改。 2. 樓主的case里，材料是不銹鋼，樓主在第一次的rebuttal里解釋到材料的導(dǎo)熱快，所以分布應(yīng)該均勻。 但是，事實(shí)上不銹鋼在所有的金屬導(dǎo)熱材料里，導(dǎo)熱系數(shù)算是很低的，僅是銅的1/10（可參考任意一本《傳熱學(xué)》）。另外，根據(jù)樓主對(duì)內(nèi)肋的描述，2.5mm高，而且是導(dǎo)熱性差的不銹鋼，我根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)也覺得總效率達(dá)不到0.9225（樓上也提到了）。 3. 本次rebuttal中，樓主只需集中分析對(duì)流換熱系數(shù)HTC的準(zhǔn)確性就行。我認(rèn)為可以換一個(gè)思路來獲得內(nèi)側(cè)的HTC： （1）總的熱阻Rt等于外側(cè)熱阻Ro+壁面熱阻Rw+內(nèi)側(cè)熱阻Ri； （2）總的熱阻Rt等于總的換熱量Q除以換熱溫差[(deta t1-deta t2)/ln(deta t1 / deta t2)],其中Q可以根據(jù)熱端（冷端）的熱量損失（增加）求得； （3）外側(cè)由于是流體外掠圓管（或者是圓管外自然對(duì)流，樓主沒有說明），所以外側(cè)的HTC可以由經(jīng)典的關(guān)系式求出，進(jìn)而Ro可知； （4）至此，Ri 可以求出，所以內(nèi)側(cè)HTC=1/ Ri p.s.: 這種方法適用與否取決于那篇實(shí)驗(yàn)paper里有沒有提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。 |
3樓2012-04-13 09:17:44
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lynchsue: 金幣+2, ★有幫助, 感謝你的幫助 2012-04-13 08:56:28
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| 有肋效率和翅片總效率之分，兩者也是不同的，第二次給你提出的修改意見中說你的翅片長(zhǎng)達(dá)80mm個(gè)人覺得這個(gè)效率達(dá)不到你說的那個(gè)效率值，具體的肋效率就是實(shí)際換熱量與理論換熱量比值中而引進(jìn)的。你的內(nèi)肋結(jié)構(gòu)如果一樣的話只需要求出一個(gè)單元的肋加基本面積的效率即可。你需要說明下你的換熱系數(shù)是怎么一個(gè)值，在根據(jù)換熱器來計(jì)算求得肋效率。 |
2樓2012-04-13 08:44:16
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剛才發(fā)現(xiàn)自己算錯(cuò)了，把h當(dāng)H了，慚愧，謝謝上面兩位同學(xué)的指正。 lizhouhang10同學(xué)，謝謝你的建議和意見，我還是挺暈的，想繼續(xù)請(qǐng)教一下，以下是部分文章原文： 試驗(yàn)段外璧面包裹了絕熱層，認(rèn)為是絕熱邊界條件。 帶肋通道采用厚度為3mm、長(zhǎng)度為1016mm的耐熱不銹鋼1Cr18Ni9Ti焊接而成，橫截面尺寸為80mm×40mm。試驗(yàn)段通道的上下壁面順排布置了與流向垂直的不銹鋼肋片，其尺寸為2.5mm×2.5mm×80mm，肋片間距為25mm。在試驗(yàn)段外壁面沿中心線上一共焊接了74個(gè)精度為1%的E型熱電偶。在測(cè)量的關(guān)鍵（0.5 Nu=[q/A(Tw-Tb)](D/λ) 式中：q/A為試驗(yàn)通道壁面單位面積上的熱流通量，在忽略試驗(yàn)段外壁面熱損失的情況下，等于壁面單位面積上的電加熱功率；Tw為通道內(nèi)壁面溫度，在穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)條件下，忽略金屬壁面的導(dǎo)熱熱阻，近似等于熱電偶的測(cè)量值；Tb為蒸汽的局部體積平均溫度，假定在流動(dòng)通道內(nèi)蒸汽的溫度呈線性升高，通過測(cè)量通道進(jìn)出口的蒸汽溫度即可計(jì)算出測(cè)點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)處蒸汽的Tb；Dh是通道的水力直徑，等于53.33mm；λ是流體在進(jìn)出口平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)。 審稿人覺得在肋片處用外壁面的溫度代替內(nèi)壁面的溫度導(dǎo)致得到的換熱系數(shù)不可信�？墒俏叶颊f了通過方程N(yùn)u=[q/A(Tw-Tb)](D/λ)計(jì)算得到的Nu數(shù)為肋間局部平均換熱系數(shù)了。也沒有在肋片上布置測(cè)點(diǎn)，那跟肋效率又有什么關(guān)系呢？暈死了... |
4樓2012-04-13 10:11:45
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lynchsue: 金幣+10, ★★★很有幫助, 非常謝謝 2012-04-13 15:00:45
lynchsue: 金幣+10, ★★★很有幫助, 非常謝謝 2012-04-13 15:00:45
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我感覺你還是有點(diǎn)不太理解referee的意思。referee不是不贊成平均換熱系數(shù)，因?yàn)槭聦?shí)上對(duì)于內(nèi)側(cè)換熱，由于肋片上有溫度梯度，所以一般都是用平均換熱系數(shù)來表征其換熱效果。referee的意思是，你在用Nu=[q/A(Tw-Tb)](D/λ)計(jì)算內(nèi)側(cè) HTC 的時(shí)候，因?yàn)椴讳P鋼的導(dǎo)熱系數(shù)較低，同時(shí)肋片較高，所以導(dǎo)熱熱阻是不能簡(jiǎn)單地忽略的，內(nèi)壁面平均溫度跟外壁面溫度是不一樣的，所以如果要使用外壁面溫度代替內(nèi)壁面溫度，你需要給出它的不準(zhǔn)確度，或者說不確定度。 如果原實(shí)驗(yàn)中外側(cè)是電加熱，那么我之前所說的方法就不適用了。樓主要想得到內(nèi)壁溫度，只能數(shù)值求解或者是做近似分析得到近似的理論解了（根據(jù)傳熱學(xué)課本中，三維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的能量守恒方程計(jì)算）。但是，對(duì)于有內(nèi)肋的情況，這個(gè)就比較復(fù)雜了。。 |
5樓2012-04-13 12:37:19
6樓2012-04-13 15:28:41
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8樓2012-04-13 17:36:07
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