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[求助]
求助：關(guān)于肋片效率問題以及換熱系數(shù)測量誤差分析
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求助各位能動的同學，小妹是學機械的，主要是做仿真模擬。最近投了篇計算仿真燃氣透平內(nèi)冷通道的流動換熱特性的文章，結(jié)果審稿人的問題幾乎都是針對我計算驗證所用到的實驗數(shù)據(jù)的可信度和誤差上的，關(guān)于實驗我確實好多東西都不太懂，無奈了，在此請各位同學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]論文對實驗換熱系數(shù)額獲取尚未解釋清楚。如：實驗中是通過測量壁面溫度來計算換熱系數(shù)的，該壁溫應該是外壁溫。然而，計算換熱系數(shù)（式（1）中）應為內(nèi)壁溫，若壁面溫度均勻，且導熱熱阻可忽略不計，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，且似乎也沒辦法進行處理（由于換熱系數(shù)未知，故肋效率也未知），故有此測得的換熱系數(shù)可信度如何，作者應予以說明。 [回答] 非常感謝審稿人提出的意見。本試驗參考Han[1]的熱電偶測點方案布置，在測量的關(guān)鍵位置（0.5 [問題]論文作者已對論文作了相應修改。但第一個問題尚有可商榷之處。由于按方程（1）所做的計算結(jié)果是否正確是有條件的，即由此獲得的換熱系數(shù)為平均值應有個條件，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度達80mm，其肋效率是否足夠大，作者應予以說明。 實驗通道的肋片長厚度為2.5mm，高度2.5mm，肋間長度為22.5mm，材料是不銹鋼，導熱系數(shù)19(W/K/m2). 請問大家，審稿人說的這個肋效率是指的單個肋片的肋效率，還是肋面總效率呢？ 第一個肋效率我計算出來大約為0.69，第二個肋面總效率為0.9225. 或者說，此測得的換熱系數(shù)可信度，這個問題大家覺得應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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感謝參與，應助指數(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reviewer提出的問題，而是采用了迂回的方式來進行回答，而且并沒有解釋問題。因此，才有了reviewer的第二次remark。p.s.: 這個referee真心不錯啊，還給了樓主第二次機會。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里解釋到材料的導熱快，所以分布應該均勻。 但是，事實上不銹鋼在所有的金屬導熱材料里，導熱系數(shù)算是很低的，僅是銅的1/10（可參考任意一本《傳熱學》）。另外，根據(jù)樓主對內(nèi)肋的描述，2.5mm高，而且是導熱性差的不銹鋼，我根據(jù)自己的經(jīng)驗也覺得總效率達不到0.9225（樓上也提到了）。 3. 本次rebuttal中，樓主只需集中分析對流換熱系數(shù)HTC的準確性就行。我認為可以換一個思路來獲得內(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驗paper里有沒有提供相應的數(shù)據(jù)。 |
3樓2012-04-13 09:17:44
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2樓2012-04-13 08:44:16
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剛才發(fā)現(xiàn)自己算錯了，把h當H了，慚愧，謝謝上面兩位同學的指正。 lizhouhang10同學，謝謝你的建議和意見，我還是挺暈的，想繼續(xù)請教一下，以下是部分文章原文： 試驗段外璧面包裹了絕熱層，認為是絕熱邊界條件。 帶肋通道采用厚度為3mm、長度為1016mm的耐熱不銹鋼1Cr18Ni9Ti焊接而成，橫截面尺寸為80mm×40mm。試驗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。在試驗段外壁面沿中心線上一共焊接了74個精度為1%的E型熱電偶。在測量的關(guān)鍵（0.5 Nu=[q/A(Tw-Tb)](D/λ) 式中：q/A為試驗通道壁面單位面積上的熱流通量，在忽略試驗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)試驗條件下，忽略金屬壁面的導熱熱阻，近似等于熱電偶的測量值；Tb為蒸汽的局部體積平均溫度，假定在流動通道內(nèi)蒸汽的溫度呈線性升高，通過測量通道進出口的蒸汽溫度即可計算出測點位置對應處蒸汽的Tb；Dh是通道的水力直徑，等于53.33mm；λ是流體在進出口平均溫度下的導熱系數(shù)。 審稿人覺得在肋片處用外壁面的溫度代替內(nèi)壁面的溫度導致得到的換熱系數(shù)不可信。可是我都說了通過方程Nu=[q/A(Tw-Tb)](D/λ)計算得到的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點，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
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我感覺你還是有點不太理解referee的意思。referee不是不贊成平均換熱系數(shù)，因為事實上對于內(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)計算內(nèi)側(cè) HTC 的時候，因為不銹鋼的導熱系數(shù)較低，同時肋片較高，所以導熱熱阻是不能簡單地忽略的，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確度，或者說不確定度。 如果原實驗中外側(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)傳熱學課本中，三維穩(wěn)態(tài)導熱的能量守恒方程計算）。但是，對于有內(nèi)肋的情況，這個就比較復雜了。。 |
5樓2012-04-13 12:37:19
6樓2012-04-13 15:28:41
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