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cc198707木蟲 (正式寫手)
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單一流體對(duì)冰塊的換熱計(jì)算 已有2人參與
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| 問(wèn)題描述:有一個(gè)高度為30厘米，半徑為8厘米的圓柱形保溫杯（帶真空夾層，且真空層兩邊都有鍍銀)，保溫杯上下兩端各自僅有一個(gè)氣孔，下端進(jìn)氣，上端出氣；在保溫杯內(nèi)部有一根不銹鋼蛇形盤管（內(nèi)徑5毫米，外徑6毫米，盤繞了5圈，盤繞直徑10厘米，盤繞間距1厘米），蛇管內(nèi)密封有溫度為-10℃的冰�，F(xiàn)從保溫杯下端進(jìn)氣口以200升/小時(shí)灌入溫度為50℃的氮?dú)�，�?qǐng)問(wèn)保溫杯上端出氣口的出氣溫度變化規(guī)律是怎樣的？或者給出較為詳細(xì)的解答思路，不需要提供具體計(jì)算數(shù)據(jù)，也行。。。。謝謝各位啦。 |
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cc198707
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@xiaochaox俺又來(lái)了。。。。 請(qǐng)教關(guān)于冷卻換熱的計(jì)算，物理過(guò)程描述如下： 有一雙層長(zhǎng)方體，外層長(zhǎng)寬高分別為L(zhǎng)×W×H，內(nèi)層長(zhǎng)寬高分別為l×w×h，（L=l，W=H，w=h，即長(zhǎng)方體截面為正方形，并且截面上等間距分布有等直徑的圓形孔洞M個(gè))，除了正方形截面以外的，4個(gè)側(cè)面有夾層，并且是真空層，真空層內(nèi)空氣壓強(qiáng)0.05Pa。 內(nèi)外兩層長(zhǎng)方體所有壁厚都是d，導(dǎo)熱系數(shù)為K1。長(zhǎng)方體外壁有一定厚度的銀反射層。 在長(zhǎng)方體內(nèi)部等間距均勻的插著N根空心管（長(zhǎng)度與長(zhǎng)方體相同都是L，內(nèi)徑r，外徑R，導(dǎo)熱系數(shù)為K2），空心管的固定方式是一端插在長(zhǎng)方體正方形截面的一端圓形孔洞上，空心管的另一端插在長(zhǎng)方體正方形截面的另一端的圓形孔洞上。有一半數(shù)量的圓形孔洞用于固定空心管，另一半用于氣體流入、流出長(zhǎng)方體的進(jìn)出口。空心管內(nèi)裝滿導(dǎo)熱系數(shù)為K3的蓄冷材料，預(yù)先冷凍到-20℃。 我想請(qǐng)教的具體問(wèn)題如下： （1）外界室溫為45℃，現(xiàn)有溫度為T1的高溫氣體以20升/分鐘的速率，從長(zhǎng)方體一端的正方形截面上的若干孔洞流入，與長(zhǎng)方體內(nèi)的空心管接觸降溫后，再?gòu)拈L(zhǎng)方體另一端的正方形截面上的若干孔洞流出。想計(jì)算保持流出氣體溫度維持在35℃以下這種狀態(tài)，能維持多久時(shí)間？ 我是將該傳熱問(wèn)題拆解成四個(gè)換熱過(guò)程：（1）流動(dòng)的高溫氣體與制冷管壁面的對(duì)流換熱；（2）制冷管壁面的傳導(dǎo)換熱；（3）制冷管壁面與低溫蓄冷材料之間的傳導(dǎo)換熱，蓄冷材料無(wú)相變；（4）外界熱量通過(guò)輻射傳遞給制冷器表面。 特來(lái)請(qǐng)教，可私聊~ |
8樓2023-10-22 00:19:39
xiaochaox
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感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
cc198707: 金幣+10, ★有幫助, 謝謝~管內(nèi)就是純水凍的冰，冰的初始溫度設(shè)置比較低，但實(shí)際中可能也就-4℃ 2023-07-23 15:50:58
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cc198707: 金幣+10, ★有幫助, 謝謝~管內(nèi)就是純水凍的冰，冰的初始溫度設(shè)置比較低，但實(shí)際中可能也就-4℃ 2023-07-23 15:50:58
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蛇管內(nèi)-10℃的冰是純水凍成的？還是鹽水凍成的？首先要確認(rèn)冰的融化溫度是-10℃還是0℃？這關(guān)系到蛇管內(nèi)溫度是否穩(wěn)定。對(duì)于傳熱系數(shù)而言，氮?dú)馀c蛇管的對(duì)流傳熱系數(shù)更低，總傳熱系數(shù)可據(jù)此來(lái)估算。 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
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cc1987072樓2023-07-23 11:36:16
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3樓2023-07-23 15:52:37
xiaochaox
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cc198707: 金幣+90, ★★★很有幫助, 太贊了！按先按照您的建議去算算看！ 2023-07-23 17:01:17
cc198707: 金幣+90, ★★★很有幫助, 太贊了！按先按照您的建議去算算看！ 2023-07-23 17:01:17
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那就是分成兩個(gè)階段：第一階段，過(guò)冷冰吸熱升溫至零攝氏度；第二階段，零度的冰逐漸融化變成零攝氏度的水。估計(jì)這兩個(gè)階段的用傳熱系數(shù)均可以只按氮?dú)馀c蛇管之間的對(duì)流傳熱系數(shù)來(lái)估算，這個(gè)對(duì)流傳熱系數(shù)去找找資料，確定具體如何計(jì)算其數(shù)值。這兩個(gè)階段的區(qū)別主要在于平均傳熱溫差不同，第一階段冰在逐漸升溫，傳熱溫差會(huì)略有變化，第二階段冰融化溫度恒定，傳熱平均溫差應(yīng)該是穩(wěn)定的。 計(jì)算思路么，可以根據(jù)化工原理的傳熱速率基本方程，Q=K*A*Δt Q=qm*Cp(T1-T2) 其中K為總傳熱系數(shù)，可以按蛇管外對(duì)流傳熱系數(shù)計(jì)算，A是蛇管外面積，Δt為對(duì)數(shù)平均傳熱溫差，由冰的溫度及氮?dú)膺M(jìn)出口溫度計(jì)算得到。qm為氮?dú)赓|(zhì)量流量，Cp為氮?dú)赓|(zhì)量定壓熱容，T1為氮?dú)馊肟跍囟�，T2為氮?dú)獬隹跍囟�。其中T2是要求的未知變量，通過(guò)聯(lián)立上述兩個(gè)方程求出。 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
4樓2023-07-23 16:17:20
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