传热2013年第6章作业传热2013年第6章作业.pdf

第6 章作业答案 6-21 现代储蓄热能的一种装置的示意图如附图所示。一根内径d= 25 mm 的圆管 被置于一正方形截面的石蜡体中心，热水流过管内使石蜡熔解，从而把热水的显 60 0.15 kg/s 热转化成石蜡的潜热而储蓄起来。热水的入口温度为 ℃，流量为 。 石蜡的物性参数为：熔点为27.4 ℃，熔化潜热L= 244 kJ/kg，固体石蜡的密度 ρ = 770 kg/m3。假设圆管表面温度在加热过程中一直处于石蜡的熔点，试计算把 s 该单元中的石蜡全部熔化热水需流过多长时间？b= 0.25 m，l= 3 m。 解：已知管壁温度等于石蜡熔点t = 27.4 ℃ w 一个单元中石蜡全部融化需要热量 Q= (0.252 ×3 −3.14 ×0.01252 ×3) ×770 ×244 = 34950.96 kJ ′ ′′ 已知热水入口温度 ，出口温度 未知，但要求出加热所需时间需 t = 60 ℃ t f f ′′ ′′ 先知道出口水温 ，故先假设出口水温 t t = 40 ℃ f f 60 +40 563 9 定性温度t = = 50 ℃，自教材 页附录 查取水的物性参数： m 2 −6 2 3 λ= 0.648 W/(m ⋅K) ，ν = 0.556 ×10 m /s ，Pr = 3.54 ，ρ = 988.1 kg/m ， c = 4174 J/(kg ⋅K) p 0.15 u= = 0.31 m/s 988.1×3.14 ×0.01252 ud 0.31×0.025 4 Re = = =13938.85 10 属于旺盛湍流 冷却流体 ν 0.556 ×10−6 用迪－贝公式计算 Nu= 0.023 Re0.8 Pr0.3 = 0.023×13938.850.8 ×3.540.3 = 69.47 Nuλ 69.47 ×0.648 2 h= = =1800.7 W/(m ⋅K) d