题目

传热学中的单相流体对流换热及其实验关联式中的计算题,有点急.
101.3 KPa下的空气在内径为76mm的直管道内流动,入口温度为65℃,入口体积流量为0.022m³／s,管壁平均温度为180℃.问馆子要多长才能使空气被加热到115℃?

提问时间：2020-08-07

答案

楼主晚上好,这个问题是一道恒热源的传热学问题,我把计算方法留下,数据您再验证下.
首先,空气的物性参数：
密度a一0.69kg/m3
比热Cp一1.009kj/kg.k
导热系数f一0.0313w/m.k
运动粘度系数y一0.0000221kg/m.s
普朗特数Pr一0.69
下面是计算过程:
管横截面积：A =(兀/4)*D^2=(兀/4)*0.076^2=0.00453m2
管内流速：V=0.022/A=0.022/0.00453=4.856m/s
管内雷诺数：Re=V*D/y=4.856*0.076/0.0000221=16699
努塞尔特数Nur=0.023*Re^0.8*Pr^0.4=0.023*16699^0.8*0.69^0.4=47.36
对流换热系数h=Nur*f/D=47.36*0.0313/0.076=19.5
空气质量流量qm=a*qv=0.922*0.022=0.0214kg/s
换热量Q=qm*Cp*（t2-t1）=0.0214*1.009*(115-65)*1000=1080w
最大温差Tmax=180-115=65
最小温差Tmin=180-65=115
平均对数温差Tm=（115-65）/ln(115/65)=87.72
换热面积A=Q/Tm/h=1080/87.72/19.5=0.63m2
管道长度L=A/兀/D=0.63/兀/0.076=2.64m
以上就是计算过程,由于平板上网所以输入公式不方便,楼主将就看吧,计算过程不清楚可以随时于我联系,计算结果可能有偏差,楼主再验证下.最后祝你好运🍀