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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 能源 » 工程热物理 » 问个热传导问题的计算
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newsharp

银虫 (小有名气)

[求助] 问个热传导问题的计算

一个金属圆柱体，一端侵入热水中，一端暴露在室温下，我想通过测量暴露在室温下的那部分上的某点的温度估计热水的温度，该怎么计算？
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1楼 2013-04-11 17:29:44
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

天也潇潇

版主 (职业作家)

快乐大侠--潇潇

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
算法的话传热学里有最基本的方法，不太难，你这个方程边界条件什么的都齐全，算起来应该难度不大，不过有一点比较有意思的是你的目的是估计水的温度，为什么不直接用热电偶测量，这个误差应该要比算的小不少，你这样通过上面的温度来估计水的温度意义是什么？
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7楼2013-04-13 10:56:38
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twoflm

木虫 (著名写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by newsharp at 2013-04-13 17:25:21
我是想通过测量圆柱表面某点的温度估计水的温度
水的温度不方便用直接插入热电偶或者红外测温的方法测量

我找到了一个例题，是按照这个方法计算嘛？
圆柱体的材料是不锈钢，那么他的侧面和端面的对流换热系数 ...

应该是跟你的问题一致
翻译的书吧，这单位还英制的
有一点我觉得倒是该注意，就是那个传热系数的计算，题目中给的值跟实际的不一定一致
楼主可以查查自然对流方面的传热关联式，把这块算的精确点，那你这种做法的意义才能更大点
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10楼2013-04-13 17:37:01
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普通回帖

qllq1661

木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
newsharp: 金币+3, ★有帮助 2013-04-12 10:33:19
有个温度梯度的。
查阅传热学教材，有类似的习题的。
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2楼2013-04-12 10:28:31
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steven_do

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
可以参考肋片的计算方法。另外建议判断下金属柱体的尺寸能否用集总参数法简化计算。
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3楼2013-04-12 15:14:15
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davidiw

至尊木虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
基本方程不难，二维偏微分方程 （径向和轴向），关键是假设条件。热水的混合程度如何？空气是否湍动或对流或静止？热水是否可假设为无限热源？空气是否可假设无限冷源？辐射热是否可以忽略？等等。这些假设决定边界条件，从而决定是否可解。不是个简单问题。
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4楼2013-04-13 00:18:56
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newsharp

银虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by steven_do at 2013-04-12 15:14:15
可以参考肋片的计算方法。另外建议判断下金属柱体的尺寸能否用集总参数法简化计算。

金属柱体细长，长度和直径的比例大于30
能否用简化方法计算呢？
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5楼2013-04-13 09:37:37
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newsharp

银虫 (小有名气)
引用回帖:
4楼: Originally posted by davidiw at 2013-04-13 00:18:56
基本方程不难，二维偏微分方程 （径向和轴向），关键是假设条件。热水的混合程度如何？空气是否湍动或对流或静止？热水是否可假设为无限热源？空气是否可假设无限冷源？辐射热是否可以忽略？等等。这些假设决定边界 ...

热水温度很均匀，最高约为80度
空气静止，
圆柱体长80毫米，直径2.5mm，
我就想估计一下圆柱体表面某点处的温度，误差在两度以内都可以
热力学我是一点不懂
按照我说的这个要求，“热水是否可假设为无限热源？空气是否可假设无限冷源？辐射热是否可以忽略”这些假设该怎么处理呢？
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6楼2013-04-13 09:45:08
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steven_do

木虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

引用回帖:
5楼: Originally posted by newsharp at 2013-04-13 09:37:37
金属柱体细长，长度和直径的比例大于30
能否用简化方法计算呢？...

集总参数法一般可以用biot number判断，在你这种情况下,假设空气无强迫流动，可以假设为自热对流与金属棒换热，如采用铜棒的话，估算Bi已经远小于小于0.1，完全可以简化成一维问题计算（沿金属棒轴向方向一维）。此外，水池的温度变化是否可以忽略（水面散热、水池体积散热、水池内热源是否平衡），是否达到稳态，辐射热的简化也取决于整体环境。此外，同7楼，为什么不直接使用热电偶测量。。。
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8楼2013-04-13 14:51:59
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newsharp

银虫 (小有名气)
引用回帖:
8楼: Originally posted by steven_do at 2013-04-13 14:51:59
集总参数法一般可以用biot number判断，在你这种情况下,假设空气无强迫流动，可以假设为自热对流与金属棒换热，如采用铜棒的话，估算Bi已经远小于小于0.1，完全可以简化成一维问题计算（沿金属棒轴向方向一维）。此 ...

我是想通过测量圆柱表面某点的温度估计水的温度
水的温度不方便用直接插入热电偶或者红外测温的方法测量

我找到了一个例题，是按照这个方法计算嘛？
圆柱体的材料是不锈钢，那么他的侧面和端面的对流换热系数是多少？

例题1.jpg
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9楼2013-04-13 17:25:21
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