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cc198707木虫 (正式写手)
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单一流体对冰块的换热计算 已有2人参与
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| 问题描述:有一个高度为30厘米，半径为8厘米的圆柱形保温杯（带真空夹层，且真空层两边都有镀银)，保温杯上下两端各自仅有一个气孔，下端进气，上端出气；在保温杯内部有一根不锈钢蛇形盘管（内径5毫米，外径6毫米，盘绕了5圈，盘绕直径10厘米，盘绕间距1厘米），蛇管内密封有温度为-10℃的冰。现从保温杯下端进气口以200升/小时灌入温度为50℃的氮气，请问保温杯上端出气口的出气温度变化规律是怎样的？或者给出较为详细的解答思路，不需要提供具体计算数据，也行。。。。谢谢各位啦。 |
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cc198707
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7楼2023-07-23 20:44:02
xiaochaox
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感谢参与，应助指数 +1
cc198707: 金币+10, ★有帮助, 谢谢~管内就是纯水冻的冰，冰的初始温度设置比较低，但实际中可能也就-4℃ 2023-07-23 15:50:58
感谢参与，应助指数 +1
cc198707: 金币+10, ★有帮助, 谢谢~管内就是纯水冻的冰，冰的初始温度设置比较低，但实际中可能也就-4℃ 2023-07-23 15:50:58
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蛇管内-10℃的冰是纯水冻成的？还是盐水冻成的？首先要确认冰的融化温度是-10℃还是0℃？这关系到蛇管内温度是否稳定。对于传热系数而言，氮气与蛇管的对流传热系数更低，总传热系数可据此来估算。 发自小木虫Android客户端 |
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cc1987072楼2023-07-23 11:36:16
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3楼2023-07-23 15:52:37
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cc198707: 金币+90, ★★★很有帮助, 太赞了！按先按照您的建议去算算看！ 2023-07-23 17:01:17
cc198707: 金币+90, ★★★很有帮助, 太赞了！按先按照您的建议去算算看！ 2023-07-23 17:01:17
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那就是分成两个阶段：第一阶段，过冷冰吸热升温至零摄氏度；第二阶段，零度的冰逐渐融化变成零摄氏度的水。估计这两个阶段的用传热系数均可以只按氮气与蛇管之间的对流传热系数来估算，这个对流传热系数去找找资料，确定具体如何计算其数值。这两个阶段的区别主要在于平均传热温差不同，第一阶段冰在逐渐升温，传热温差会略有变化，第二阶段冰融化温度恒定，传热平均温差应该是稳定的。 计算思路么，可以根据化工原理的传热速率基本方程，Q=K*A*Δt Q=qm*Cp(T1-T2) 其中K为总传热系数，可以按蛇管外对流传热系数计算，A是蛇管外面积，Δt为对数平均传热温差，由冰的温度及氮气进出口温度计算得到。qm为氮气质量流量，Cp为氮气质量定压热容，T1为氮气入口温度，T2为氮气出口温度。其中T2是要求的未知变量，通过联立上述两个方程求出。 发自小木虫Android客户端 |
4楼2023-07-23 16:17:20
