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竖式表层圆形管材温度场的探讨
2014年12月18日 13:53 中国换热器网
对于实际应用较多的梯形剖面环肋换热面来说,在微分方程组中还应加入肋片剖面的形面方程,使得微分方程组难以求解。为获得梯形剖面环肋温度分布的计算公式,可以借助于数值计算方法,但不便于工程应用。笔者认为,鉴于矩形剖面是梯形剖面的一种特例,有可能在简捷的矩形剖面环肋传热计算的基础上加以修正进行计算。在矩形剖面环肋的计算方法中哈伯布朗法近似解更为简捷。本文在相似流动模型温度场测定的基础上,在哈伯布朗法中加入一个与肋片剖面形面有关的修正系数,使之可应用于梯形剖面的传热计算。  肋片温度沿肋高变化将修正哈伯布朗式、有限差分法的计算结果及本文作者实测值示于。由图可见,修正哈伯布朗式的计算值与实测值*大误差绝对值为1.46,相对误差(计算值与实测值差的绝对值占实测值的百分数)为2.03,而有限差分法得到的计算值与实测值*大误差为2.43,其相对误差为3.23。  梯形剖面环肋肋根处温度分布肋根处温度分布图试验表明在肋根部位沿肋宽方向的温度并不相同[6]。  这是由于热量沿肋片表面向肋片内部传递,对于远离肋根的部位,肋片外侧温度高于肋片中心温度,而近肋根处,由于整个肋片的热流都通过这里向[url=http://www.suliaojx.org/ypnew_view.asp?id=594]管子[/url]内部传递,使得肋片中心温度高于两侧温度。示出了进口处热冷介质温差不同的情况下肋根处温度沿肋宽的温度分布规律,由图可见,在试验条件下同一肋根处沿肋宽方向的温差tk随进口介质的温差tj增大而增大,当tj由20增至34时,tk由0.94增至1.34。以往的文献中,在计算肋片温度场分布时,均假设肋片在宽度方向温度是相等的,以此假设进行计算,势必带来较大误差。在考虑到肋根处在肋根宽度方向温度不同这一因素后,再用有限差分法进行计算,其精度会得到提高。计算表明,肋根处在计及温差tk时,取其温度平均值,代入有限差分法计算得到的值,与实测值*大误差为2.14,相对误差为2.74,其精度提高15.2。肋根温度修正前后有限差分法的计算结果与实测值示于。  其计算结果与实测值的比较示于,由可见,计算值与实测值能较好地吻合。结论(1)计算沿肋高方向的温度场分布,用修正哈伯布朗法(式2)具有较高的精度。(2)肋根处沿肋宽方向温度分布(式4)的计算结果与实测值吻合较好。(3)肋根处沿肋宽方向温度分布不均匀的揭示,为进一步完善环肋温度场的计算提供了依据。
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