液桥作为一种典型的热毛细流动体系,也是晶体生长重要的方法-浮区法的模型,也是此次天宫二号热毛细对流空间实验项目的主要实验装置。液体位于上下两个碟片之间,分别对上下两个碟片进行不同温度加热形成温度差,从而在液体表面形成热毛细对流。
粘度计毛细管的过粗的话,测量时间过短,t100s,等式右边第二项就不可忽略,结果处理起来有很大误差;反之,粘度计毛细管的过细的话,测量时间过长,实验时间不允许,也易造成误差。
中文译名:马兰哥尼对流(现象) 微重力下,自然对流减弱,到零重力下,理应全部消失。但是由于表面张力在液体界面起作用,引起一个表面张力梯度,表面张力梯度超过粘滞力,使液体流动,出现毛细管对流。此现象由C.Marangoni在1865年发现,称为Marangoni对流。
用中国科学院力学研究所康琦研究员的话说:“为生产出高质量的半导体材料,就要科学控制单晶硅在晶体生长过程中浮力对流和热毛细对流的影响,而太空特有的微重力环境将使科学家深入剖析热毛细对流的真实过程。”“天极”也不是普通的伽玛射线望远镜,它可是探测伽玛暴所发出的伽玛射线的偏振的神器。
毛细管的通径越小,长度越长,制冷剂通过的流量就越少,压力也越低;毛细管的通径越大,长度越短,制冷剂通过的流量就越多,压力也越高。根据制冷剂的热力性质,压力越低,相对应的温度就越低;压力越高,相对应的温度也就越高。
这次,在天宫二号里,科学家们将要首次开展“液桥”热毛细对流的空间流体物理实验!液桥是什么?通俗地讲,液桥就是固体间的小液柱。之所以称之为液桥,是因为“桥”字有连接两地的含义,液桥就是连接着两个固体表面之间的一段液体。
1、纯金属的导热系数随小球材料的选取对实验结果有重要影响。热对流是流体相对于固体表面作宏观运动时,引起的微团尺度上的热量传递过程。
2、球体温度过高时,球体会以辐射传热为主或者会增加球体热辐射传热,对对流传热造成影响;球体温度太低时,球体与环境的温差较小,传热驱动力小,亦对本实验操作造成影响。
3、测定了流传热系数。根据查询固体小球官网资料,固体小球对流传热系数的测定的工程意义是测定了流传热系数,固体小球对流传热系数的测定 一实验目的工程上经常遇到凭借流体宏观运动将热量传给壁面或由壁面将热量传给流体的过程,此过程通称对流传热(或给热)。
1、管内无相变对流传热系数的计算主要有以下几种类型:基本公式法:这种方法主要通过物理性质(如热导率、密度、比热容等)和几何参数(如管径、长度、管壁厚度等)来计算对流传热系数。这种方法简单直接,但只能适用于一定范围内的流体和管材。
2、对流运动成因和流动状态;流体的物理性质(随种类、温度和压力而变化);传热表面的形状、尺寸和相对位置;流体有无相变(如气态与液态之间的转化)。拓展知识:对流换热系数h的物理意义是:当流体与固体表面之间的温度差为1K时,1m*1m壁面面积在每秒所能传递的热量。
3、对流换热公式为q=Tw-Tf。计算公式中q为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量,称作热流密度;Tw、Tf分别为固体表面和流体的温度;h称为,它表示在单位面积的固体表面上,当流体与固体表面之间的温度差为1K时,每单位时间内所传递的热量。
4、一般来说对性质相近的流体,强制对流的传热系数大于自然对流的传热系数。湍流流动的对流传热系数大于层流流动的对流传热系数,对于同一种流动形态,流速越大,对流传热系数越大。流体的物性有流体的粘度、导热系数、密度、比热容、体积膨胀系数等。
5、按流体在传热过程中有无相态变化,对流传热分两类:①无相变对流传热。流体在换热过程中不发生蒸发、凝结等相的变化,如水的加热或冷却。根据引起流体质点相对运动的原因,对流传热又分自然对流和强制对流。
6、据我个人有限的经验,超高压以下参数的蒸汽在设计良好的对流受热面管内流动的对流换热系数通常在150-300 W/m2-C范围内,并与流速、管径和蒸汽热力学参数有关。过低则受热面庞大,不经济,并可能产生金属壁温过高过等问题;过高则会有压降过大等问题。通常在蒸汽侧对压降的限制较严。
因此传热系数h与其影响因素之间的关系可以表示成Nu与其他无量纲数之间的关系:对于受迫对流换热Nu=f(Re,Pr);对于自然对流换热Nu=f(Gr,Pr)。在这种关系式中,作为独立变量的数目大大减少,有利于实验数据的综合整理。在实验求解时,可以根据相似规律或改变模型尺寸,或更换流体种类进行研究。
对流换热公式为q=Tw-Tf。计算公式中q为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量,称作热流密度;Tw、Tf分别为固体表面和流体的温度;h称为,它表示在单位面积的固体表面上,当流体与固体表面之间的温度差为1K时,每单位时间内所传递的热量。
Q = h*A*(tw-t∞)=q*A 式中:q为单位面积的固体表面与流体之间在单位时间内交换的热量,称作热流密度,单位W/m^2;tw、t∞分别为固体表面和流体的温度,单位K;A为壁面面积,单位m^2;Q为单位时间内面积A上的传热热量,单位W;h称为表面对流传热系数,单位W/(m^K)。
将牛顿冷却公式q=h△t与上式联立求解可得以下的换热微分方程:上式表面,表面传热系数h的求解依赖于 流体温度场的求解。为了简化分析,对于影响对流换热问题的主要因素,在推导时作下列简化假设:① 流体为 连续介质;② 流动是二维的;③流体为不可压缩的牛顿流体;④流体物性为常数;⑤忽略耗散热。
【答案】:B 由于对流换热问题的复杂性,分析解只能用来解决个别几何形状简单的换热问题,而对于大多数对流换热问题,目前采用的方法依然是实验法。
用对流换热量除温差再除换热面积就得到对流传热系数。如果对流换热量不知道,求解对流传热系数应按照特征数间的实验关联式去求解。实际上,对流传热系数从机理上来说与温差没有关系。热交换芯 是用于空调排风能量回收的节能设备。其主要部件是外壳体,换热芯体和过滤器。
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