2011年专业案例上午第22题

22、25℃的某油品以0.6m/s的流速在直径φ25×2.5mm、长3m的水平管内流动而被加热，管内壁平均温度为88℃。油品在进出口平均温度下的物性常数为ρ=810kg/m3，μ=5.1×10-3Pa·s，Cp=2.01kJ/（kg·℃），λ=0.15W/(m·℃)；壁温油品粘度为μw=3.1×10-3Pa·s，忽略热损失，忽略自然对流的影响。油品出口温度（℃）是下列哪个数值？

（A）20.74       （B）35.07      （C）25.1     （D）30.42

请教大家了  自己答案不是很确定

选D，先求出传热系数，然后列衡算式就可以了

查看化工原理，姚玉英版的P252，流体在圆形直管内做强制滞流的公式计算，当然首先要判断Re是层流还是湍流，这个题是层流

我怎么算的是C啊  按层流算的  演算了好几遍  虽然跟答案不大一样  但都不超过26℃啊 三楼的能给出详细过程吗？

雪一直下 发表于 2014-8-27 09:43

                               
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选D，先求出传热系数，然后列衡算式就可以了

求过程，麻烦传一下吧

  Re= duρ/μ=(0.02×0.6×810)/(5.1×〖10〗^(-3) )=1905.88
      流体流动类型为层流：
Pr= (c_p μ)/λ=(2.01×〖10〗^3×5.1×〖10〗^(-3))/0.15=68.34
α_i=1.86λ/d_i  Re^(1/3) Pr^(1/3) 〖(d_i/l)^(1/3) (μ/μ_W )〗^0.14  
α_i=1.860.15/0.02×(1905.88)^(1/3) 〖×(68.34)〗^(1/3)×〖(0.02/3)^(1/3)×(5.1/3.1)〗^0.14=142.69(W/(m^2•℃))
K_i=1/(1/α_i +d_i/2λ ln d_o/d_i )=1/(1/142.69+0.02/(2×0.15) ln 0.025/0.02)=45.69(W/(m^2•℃))
    设油品出口温度为t2（℃）
m_c c_pc (t_2-t_1 )=KA∆t_m
∆t_m=(t_2-t_1)/(ln ((T-t_1 ))/((T-t_2 ) ))
3.14×(0.01)^2×0.6×810×2.01×〖10〗^3×(t_2-t_1 )=45.69×3.14×0.02×3×(t_2-t_1)/(ln ((88-25))/((88-t_2 ) ))
        解得：t2=26.17

不知道这样算对不对？

应该是不对的 题中λ指的是油品的导热系数 而不是管内壁的 所以K求的不对 依题意K应该是等于α的 因为没有给出别的条件

题目要忽略自然对流的影响，所以我觉得不应该通过算k来计算

blackhorse789 发表于 2016-6-25 17:44
不知道这样算对不对？

计算ai的时候，公式中没有0.15/0.02吧，前面的系数只有1.86

上楼（blackhorse789 (776947号)））的解题思路基本是对的，但是a的求解公式带错，a=1.86*(0.15/0.02)*(1905.88)^(1/3)*68.34^(1/3)*(0.02/3)*(5.1/3.1)^0.14=5.054W/m2/K
然后在套用mCp(t2-25)=aAΔtm，就可求出t2=25.19

blackhorse789 发表于 2016-6-25 17:38
Re= duρ/μ=(0.02×0.6×810)/(5.1×〖10〗^(-3) )=1905.88
      流体流动类型为层流：
Pr= (c_p μ) ...

解题思路基本是对的，但是a的求解公式带错，a=1.86*(0.15/0.02)*(1905.88)^(1/3)*68.34^(1/3)*(0.02/3)*(5.1/3.1)^0.14=5.054W/m2/K
然后在套用mCp(t2-25)=aAΔtm，Δtm=（t2-25)/ln(63/(88-t2)），就可求出t2=25.19

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蜂蜜炒菜 发表于 2016-8-30 13:53
解题思路基本是对的，但是a的求解公式带错，a=1.86*(0.15/0.02)*(1905.88)^(1/3)*68.34^(1/3)*(0.02/3) ...

我也觉得是按照这个公式。协会版教材292页的公式中，di/l并没有幂次，所以不知道是哪边的公式有问题

查了一下，协会的公式应该是错得，很多地方都是写着d/l是有1/3次幂的，而且按不带次幂的算出来的答案是凑巧了而已，mCp(t2-25)=aAΔtm，公式左边的单位是KJ/h，而右边的单位是W，右边应该乘3.6，这样算出来是没有答案的。看了解法，很奇怪为啥都没有乘3.6的，右边a算出来是的W啊，左边Cp的单位是KJ，W和KJ肯定要换算啊，这些答案都是怎么来的，我怎么就算不出来，考试遇到这种题，果断放弃！

superalice 发表于 2017-9-3 21:11
查了一下，协会的公式应该是错得，很多地方都是写着d/l是有1/3次幂的，而且按不带次幂的算出来的答案是凑巧 ...

左边代数的时候乘以1000，是J/s，即为W。单位不转化计算出来就是kJ/s，怎么着也不会出来kJ/h，楼主细细研究一下各个字母的单位吧

告诉你内壁温度了，不用考虑壁阻！！！

协会的公式的确是错的，少了一个1/3次方。