题目
[例 4-6 ]冷冻盐水(25%的氯化钙溶液)从 circled (1)25mmtimes 2.5mm 长度为3m的管内-|||-流过,流速为 .3m/s, 温度自 -(5)^circ C 升至15℃。假设管壁平均温度为20℃,试计算管壁与-|||-流体之间的对流传热系数。已知定性温度下冷冻盐水的物性数据如下:密度为 1230kg/-|||-m^3,黏度为 times (10)^-3Pacdot S, 热导率为 .57和/(mcdot q), 比热容为 .85kJ/(kgcdot qC) 壁-|||-温下的黏度为 .5times (10)^-3Pacdot (S)_(0)
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算管内径
根据题目给出的管尺寸 $25mm\times 2.5mm$，计算管内径 $d$。
$$
d = 0.025 - 0.0025 \times 2 = 0.02(m)
$$
步骤 2：计算雷诺数
根据流速 $u=0.3m/s$，计算雷诺数 $Re$。
$$
Re = \frac{duv}{\mu} = \frac{0.02 \times 0.3 \times 1230}{4 \times 10^{-3}} = 1845
$$
步骤 3：计算普朗特数
根据比热容 $c_p=2.85kJ/(kg\cdot{C}^{\circ}C)$，计算普朗特数 $Pr$。
$$
Pr = \frac{c_p\mu}{\lambda} = \frac{2.85 \times 10^3 \times 4 \times 10^{-3}}{0.57} = 20
$$
步骤 4：计算对流传热系数
根据雷诺数 $Re$，普朗特数 $Pr$，管长 $L$，管内径 $d$，计算对流传热系数 $\alpha$。
$$
\alpha = 1.86Re^{1/3}Pr^{1/3}\left(\frac{d}{L}\right)^{1/3}\left(\frac{d}{\mu_m}\right)^{0.14}\frac{\lambda}{d}
$$
$$
\alpha = 1.86 \times 1845^{1/3} \times 20^{1/3} \times \left(\frac{0.02}{3}\right)^{1/3} \times \left(\frac{4}{2.5}\right)^{0.14} \times \frac{0.57}{0.02}
$$
$$
\alpha = 354.7 \left(\frac{W}{m^2\cdot{C}^{\circ}C}\right)
$$
根据题目给出的管尺寸 $25mm\times 2.5mm$，计算管内径 $d$。
$$
d = 0.025 - 0.0025 \times 2 = 0.02(m)
$$
步骤 2：计算雷诺数
根据流速 $u=0.3m/s$，计算雷诺数 $Re$。
$$
Re = \frac{duv}{\mu} = \frac{0.02 \times 0.3 \times 1230}{4 \times 10^{-3}} = 1845
$$
步骤 3：计算普朗特数
根据比热容 $c_p=2.85kJ/(kg\cdot{C}^{\circ}C)$，计算普朗特数 $Pr$。
$$
Pr = \frac{c_p\mu}{\lambda} = \frac{2.85 \times 10^3 \times 4 \times 10^{-3}}{0.57} = 20
$$
步骤 4：计算对流传热系数
根据雷诺数 $Re$，普朗特数 $Pr$，管长 $L$，管内径 $d$，计算对流传热系数 $\alpha$。
$$
\alpha = 1.86Re^{1/3}Pr^{1/3}\left(\frac{d}{L}\right)^{1/3}\left(\frac{d}{\mu_m}\right)^{0.14}\frac{\lambda}{d}
$$
$$
\alpha = 1.86 \times 1845^{1/3} \times 20^{1/3} \times \left(\frac{0.02}{3}\right)^{1/3} \times \left(\frac{4}{2.5}\right)^{0.14} \times \frac{0.57}{0.02}
$$
$$
\alpha = 354.7 \left(\frac{W}{m^2\cdot{C}^{\circ}C}\right)
$$