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hnan銅蟲(chóng) (初入文壇)
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[求助]
保溫管道傳熱系數(shù)的計(jì)算 已有1人參與
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一根架空的保溫管道在空氣中，管道內(nèi)液體溫度為t0=10℃，考慮夏天環(huán)境溫度很高時(shí)，設(shè)計(jì)按t∞=50℃，計(jì)算管道受熱的傳熱量（有空氣--外壁--保溫層--管道壁厚--內(nèi)壁）。 我看的《傳熱學(xué)》戴鍋生編 第九章 “通過(guò)圓筒壁的傳熱”例題來(lái)計(jì)算。模型見(jiàn)附圖。 管道吸收太陽(yáng)輻射的熱量，熱量由環(huán)境傳到管內(nèi)液體，管道內(nèi)液體不流動(dòng)，沒(méi)有強(qiáng)迫對(duì)流換熱。 1、管外（保溫層外壁）傳熱有對(duì)流傳熱和輻射傳熱，自然界客觀存在有風(fēng)，對(duì)流傳熱有自然對(duì)流換熱和強(qiáng)迫對(duì)流換熱。 輻射傳熱、對(duì)流傳熱、強(qiáng)迫對(duì)流傳熱均需要知道管外壁溫tw，但tw是未知的。 用上述教材8-7“表面?zhèn)鳠岷捅砻鎮(zhèn)鳠嵯禂?shù)”章節(jié)，室外估算公式8-61求得管道與空氣之間輻射傳熱和對(duì)流傳熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h0。教材提供的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)的計(jì)算公式只與空氣流速有關(guān)。 2、保溫層和管壁為熱傳導(dǎo)過(guò)程，已知導(dǎo)熱系數(shù)λ1、λ2，可算出總熱總Rt，計(jì)算傳熱量Φ=Δt/Rt。 不知按上述計(jì)算可否？？？ 另外，如果可以上8-61式計(jì)算表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)h0，那可以計(jì)算出單位長(zhǎng)度的管長(zhǎng)熱損Φl，則管表溫度tw=t∞-Φl×（1/（h0×d2×π））。 實(shí)際來(lái)看tw應(yīng)該是與環(huán)境溫度t∞較接近，表面?zhèn)鳠崤袆e自然對(duì)流換熱和強(qiáng)迫對(duì)流換熱誰(shuí)起主導(dǎo)作用，從計(jì)算來(lái)看是強(qiáng)迫對(duì)流起主導(dǎo)作用，自然對(duì)流換熱可忽略。這樣可用上面計(jì)算出的tw詳細(xì)計(jì)算強(qiáng)迫對(duì)流換熱和輻射傳熱系數(shù)，最終也可計(jì)算出傳熱量。 但關(guān)鍵是tw來(lái)源與8-61估算公式的計(jì)算，好像也沒(méi)有估算方法返過(guò)來(lái)符合tw。 請(qǐng)大家給點(diǎn)意見(jiàn)，這個(gè)問(wèn)題困擾了我好長(zhǎng)時(shí)間。 計(jì)算公式.png 模型.jpg |
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hnan
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7樓2015-06-04 11:39:17
小吳smallwu
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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
hnan: 金幣+5, ★★★很有幫助, 謝謝樓主的回復(fù)！ 2015-05-24 23:05:33
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管內(nèi)液體不流動(dòng)，初始溫度為10攝氏度，這明顯是個(gè)非穩(wěn)態(tài)的傳熱過(guò)程，傳熱量時(shí)刻在變化。理論上，外界通過(guò)對(duì)流和輻射傳給保溫層的熱量要等于保溫層通過(guò)熱傳導(dǎo)傳給液體的熱量。你先假設(shè)一個(gè)保溫層外壁溫度，再計(jì)算迭代使得前面說(shuō)的兩個(gè)熱流量相等。這樣就可以了。 [ 發(fā)自小木蟲(chóng)客戶端 ] |
2樓2015-05-23 16:23:43
hnan
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我計(jì)算的傳熱實(shí)際是太陽(yáng)溫度高，通過(guò)保溫層、管壁最終傳遞給管道內(nèi)液體的熱量。 管道外壁吸收的熱量為太陽(yáng)照射輻射熱，損失的熱量為管道外壁對(duì)流傳熱和輻射熱，及管道保溫層、管壁損失的熱量，最終管道內(nèi)液體吸收的熱量Q為太陽(yáng)照射輻射熱-通過(guò)管道外壁、保溫層、壁厚損失的熱。 這樣需計(jì)算出總熱阻：包括外表的對(duì)流和輻射傳熱系數(shù)、保溫導(dǎo)熱系數(shù)（可查）、管壁導(dǎo)熱系數(shù)（可查）。 應(yīng)該先假設(shè)外表溫度，算出總的單位長(zhǎng)度的熱流量，再計(jì)算迭代使得與通過(guò)保溫層、管壁傳給液體的熱流量相等吧。 也可簡(jiǎn)化處理，保溫層外表的壁溫近似按環(huán)境溫度取一致來(lái)簡(jiǎn)化處理，相當(dāng)于輻射熱就沒(méi)考慮。 |
3樓2015-05-25 17:16:23
小吳smallwu
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我不知道你為什么要寫(xiě)這么一大段出來(lái)，其實(shí)你說(shuō)的就是我之前回復(fù)你的一樣的意思。你這個(gè)只是擴(kuò)寫(xiě)。 再補(bǔ)充強(qiáng)調(diào)一些：首先，Sample Text，所以隨著液體不斷吸收外界的熱量，液體的溫度是不斷升高的，最終（如果傳熱時(shí)間足夠長(zhǎng)的話）液體的溫度會(huì)和外界溫度相等，也就是50℃，這個(gè)時(shí)候達(dá)到了熱平衡。所以我說(shuō)你這個(gè)問(wèn)題是一個(gè)Sample Text的問(wèn)題。其次我不是說(shuō)了先假設(shè)一個(gè)保溫層的外壁溫度嗎，你為什么還來(lái)了這么一句“應(yīng)該先假設(shè)外表溫度，算出總的單位長(zhǎng)度的熱流量，再計(jì)算迭代使得與通過(guò)保溫層、管壁傳給液體的熱流量相等吧”，我之前說(shuō)的就是這個(gè)意思 |
4樓2015-05-25 17:47:07
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