1、
第六章
6-17 黄铜管式冷凝器内径12.6mm,管内水流速1.8m/s,壁温维持80℃,冷却水进出口温度分别为28℃和34℃,管长l/d>20,请用不同的关联式计算表面传热系数。
解:常壁温边界条件,流体与壁面的平均温差为
冷却水的平均温度为
由附录3查物性,水在tf及tw下的物性参数为:
tf=31℃时, λf=0.6207 W/(m·K), νf=7.904×10-7m2/s,
Prf=5.31, μf=7.8668×10-4N s/m2
tw=80℃时, μw=3.551×10-4N s/m2。所以
水在管内的流动为紊流。
用Dittus-Boelter公
2、式,液体被加热
用Siede-Tate公式
6-21 管式实验台,管内径0.016m,长为2.5m,为不锈钢管,通以直流电加热管内水流,电压为5V,电流为911.1A,进口水温为47℃,水流速0.5m/s,试求它的表面传热系数及换热温度差。(管子外绝热保温,可不考虑热损失)
解:查附录3,进口处47℃水的密度为
质量流量为
不考虑热损失,电能全部转化为热能被水吸收
水的随温度变化不大,近似取50℃时的值4.174kJ/kg.K计算
常热流边界,水的平均温度
查附录3饱和水物性表得:
采用迪图斯-贝
3、尔特公式
壁面常热流时,管壁温度和水的温度都随管长发生变化,平均温差
6-35 水横向掠过5排叉排管束,管束中最窄截面处流速u=4.87m/s, 平均温度tf=20.2℃,壁温tw=25.2℃, 管间距, d = 19 mm, 求水的表面传热系数。
解:由表6-3得知叉排5排时管排修正系数ez=0.92
查附录3 得知,tf = 20.2℃时,水的物性参数如下:
λf = 0.599W/(m·K), νf =1.006×10-6m2/s, Prf =7.02,
而tw=25.2℃时, Prw=6.22。所以
查表6-2(管束平均表面传热系数准则关联式
4、得:
例6-6 空气横掠叉排管束,管外经d = 25mm, 管长l = 1.5m,每排有20根管子,共有5排,管间距为S1 =50mm、管排距为S2 = 37mm。已知管壁温度为tw=110℃,空气进口温度为,求空气与壁面间的对流换热系数。
解:对流换热的结果是使空气得到热量温度升高,对流换热系数一定时出口温度就被确定了。目前不知空气的出口温度,可以采用假设试算的方法。先假定出口温度为25℃,则流体的平均温度
查物性参数
空气的最大体积流量为
空气在最小流通截面积
处达到最大速度
表6-3 z = 5排时,修正系数
又
表6-2
对流换热系数
这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到
计算的出口温度与初步设定的值有差异。
再设出口温度为,重复上叙计算过程。
查物性参数
空气的最大体积流量为
最大速度
表6-2
对流换热系数
这样大的对流换热系数应该是空气出口温度达到
这个值与假定值很接近,所以出口温度就是37.7ºC,对流换热系数为。