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阶梯状表层管材二维温度场的检测和解析

中国换热器网 2014-12-18

试验段[8]试验段模型是截取冷轧梯形剖面肋片管的一个扇形切片放大80倍用铝铸成。为了测量不同肋高肋厚比的肋片的温度场分布,试验段模型选取了不同外形尺寸的肋片,如所示。本文着重对其中肋高肋厚比较小的肋片进行温度分布的试验研究。  本项试验选用50.21mm的铜)康铜热电偶。对热电偶标定结果表明,热电偶与标准温度计的测量误差在0.05e以内。试验中使用FLUKENET-DAQ2640A数据采集系统对肋片温度场的测量进行采集。  作者在试验肋片的同一深度、不同半径处钻了若干测温孔,孔径52.5mm,测点布置。将热电偶编好号码后插入各测孔以铝粉填入空隙并压实,以减小空隙阻力引起的测量误差。  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。鉴于矩形剖面是梯型剖面的一种特例,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。  梯形剖面环肋肋根处温度分布试验[8]表明在肋根部沿肋宽方向的温度并不相同。这肋根处温度分布图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.chinafa.org/news/show-472.html]管子1[/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。  结论(1)以试验测得的肋根处温度值为边界条件的计算值更接近实测结果。(2)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。(3)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。(4)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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