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cc198707木蟲 (正式寫手)
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[求助]
單一流體對冰塊的換熱計算-續(xù) 已有2人參與
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問題描述:有一個高度為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氣孔，下端進氣，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)從保溫杯下端進氣口以200升/小時灌入溫度為50℃的氮氣，請問保溫杯上端出氣口的出氣溫度變化規(guī)律是怎樣的？ 根據(jù)上一貼的蟲友提示，已完成粗略的計算。但是又遇到新的問題： 1-氣體從保溫杯下段進氣口流入的流速預想是200升/小時，但是如何實現(xiàn)？而且是從過非常小的壓縮機（5w）驅動氮氣流動，請問在保溫杯的氣體流阻如何計算？該壓縮機可否驅動成功？ 2-保溫杯內(nèi)氣體和蛇管的換熱計算大致出來了。。。。但是保溫杯作為一個整體，靜置在空氣中8小時甚至10小時，假定室溫在25℃，周圍空氣自然流動，那么保溫杯和外界熱量交換如何計算呢？ 再次期待大神的指點！ |
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【答案】應助回帖
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感謝參與，應助指數(shù) +1
cc198707: 金幣+10, ★有幫助, 謝謝，我在回帖中詳細回復您。 2023-07-23 22:43:53
cc198707: 金幣+40, ★有幫助 2023-07-23 22:54:17
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cc198707: 金幣+40, ★有幫助 2023-07-23 22:54:17
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第一個問題，氮氣流量如果可以用鋼瓶提供壓力的話，則可通過流量計控制流量為200L/h，如果不方便用鋼瓶，用迷你壓縮機或者氣泵的話，也應用流量計具體控制流量，至于氣泵功率不好直接估算，稍微大一點就可以了，不必過于細算；第二個問題，保溫杯的散熱可以按自然對流傳熱來計算，但是需要保溫杯外壁溫度，這個溫度不好估算，可能需要實測一下。 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
2樓2023-07-23 22:18:04
xiaochaox
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cc198707: 金幣+50, ★★★很有幫助 2023-07-23 23:35:40
cc198707: 金幣+50, ★★★很有幫助 2023-07-23 23:35:40
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氮氣進入保溫杯的入口和出口管道的直徑相對于保溫杯內(nèi)腔直徑是否很小呢？如果是的話，阻力估計大部分集中在入口和出口處，保溫杯內(nèi)部阻力應該很小（可以忽略），進出口阻力可以按照局部阻力系數(shù)大計算，單位質量的流體阻力損失約為0.5*u^2*(0.5+1)，計算出來的單位是J/kg，再根據(jù)氣體流量可以折算為W。具體的可以參考化工原理教材第一章流體流動的局部阻力損失計算。 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
4樓2023-07-23 23:18:44
xiaochaox
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5樓2023-07-23 23:19:45
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腔體內(nèi)部流速降低，阻力會變小，但是內(nèi)部構型復雜，不好估算。實際測量的話比較簡單，弄個壓力表，在進出口測一下壓差即可，測壓差時可以用鋼瓶提供足夠的流量。 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
7樓2023-07-23 23:30:41
xiaochaox
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9樓2023-07-23 23:38:48
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第一個問題：我這兒由于條件要求，只能使用功率為5W的壓縮機實現(xiàn)200L/h的氣流量。其實我更關心，如何通過理論計算換熱器中的氣體流動阻力，來判定該功率壓縮機是否可以提供穩(wěn)定的200L/h的流量，或者說如何實現(xiàn)保溫杯中流體阻力最小，來最大化該壓縮機所提供的氣體流量。因為流過保溫杯后的氣體還有其他用途，流量不能過低，200L/h是底限。 第二個問題:我看到有comsol案例計算保溫瓶自然對流散熱功率的案例，但是沒看明白。想著用推導公式手工驗算。您這里提示的測量保溫杯外壁溫度，也是連續(xù)測量，繪制出從初始時刻到結束（8-10小時）過程中外壁的溫度隨時間的變化曲線吧？獲得外壁的溫度曲線后，又該如何呢？我去查看《工程傳熱學 第二版》的“自然對流換熱”章節(jié)的案例去。謝謝！ |
3樓2023-07-23 22:54:01
cc198707
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6樓2023-07-23 23:26:59
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8樓2023-07-23 23:35:28
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10樓2023-07-23 23:44:03
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