[討論] 金屬板過水的熱傳計算

看板Mechanical作者 (淯仔)時間2年前 (2021/09/08 12:24), 編輯推噓5(506)
留言11則, 4人參與, 2年前最新討論串1/2 (看更多)
最近工作上遇到一個熱傳計算的問題,想求助版上神人們的看法 有一個初始溫度T1的金屬板浸水降溫,上下兩面都與水接觸 相對寬度與長度方向足夠遠的金屬板厚度中心位置,只考慮熱量只沿厚度方向 (往上與往下)流失。 冷卻水假設恆定溫度T0(可能是因為水一直不斷更新,水溫不會升高,不考慮對流)。 給定金屬板的熱傳導係數k,比熱容c,密度p, 有一個年代久遠不知道哪裡來的冷卻計算公式(目前沒人懂,但是蠻準的,誤差不超過5度) 公式如下圖 https://imgur.com/c35o8xW
想了解這公式如何推導出來的,我自己嘗試建立這個模型的熱傳方程(找不到前輩問) 如下圖 https://imgur.com/avN9pb8
我本身沒學過熱傳學,自己上網查一些資料與計算範例後,假設出來的模型。 得出來的結果跟那個神祕的冷卻公式只差一個係數pi 但是看了很多類型的例題,通常只有幾何有牽涉到圓形或是球形才會有pi出現 自己考慮的是一個長矩形金屬板,不應該有這個pi。 但是少了這個pi,跟實務上的誤差差很大...(20度以上吧) 這點讓我困惑很久,所以來這版上尋求神人的協助!! 在這先感謝版上大大耐心看完我的問題!! -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 122.96.42.231 (中國) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Mechanical/M.1631075055.A.DDD.html

09/09 08:08, 2年前 , 1F
你可能要畫圖示意一下
09/09 08:08, 1F

09/09 08:09, 2年前 , 2F
你的問題上下都有接觸到流動的水
09/09 08:09, 2F

09/09 08:10, 2年前 , 3F
我看公式的意思是單面計算單面接觸
09/09 08:10, 3F

09/09 09:31, 2年前 , 4F
比較好奇實務上的溫度是怎量
09/09 09:31, 4F

09/09 13:17, 2年前 , 5F
這是分離變數法解PDE pi項應該是假設出的週期函數之一
09/09 13:17, 5F

09/09 13:18, 2年前 , 6F
你可以往Separation & Variables方向去查
09/09 13:18, 6F

09/09 13:18, 2年前 , 7F
這個應該是蠻經典的PDE解法
09/09 13:18, 7F

09/09 13:19, 2年前 , 8F
可以查Youtube (Heat Transfer L14 p2) 這裡面有提到
09/09 13:19, 8F

09/09 13:25, 2年前 , 9F
這種問題 建議先列出Energy equation (含時間項)
09/09 13:25, 9F

09/09 13:25, 2年前 , 10F
再給BC和IC去解PDE 就能解決8成的問題了
09/09 13:25, 10F

09/10 23:04, 2年前 , 11F
先算Biot 數看是否用lumped capacitance model
09/10 23:04, 11F
文章代碼(AID): #1XE3hltT (Mechanical)
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