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研究生:黃富聰
研究生(外文):HUANG,FU-CONG
論文名稱:周邊不均勻加熱之非灰體管流中的熱傳
指導教授:吳志陽
指導教授(外文):WU,ZHI-YANG
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1990
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:不均勻加熱非灰體管熱傳熱輻射紊流溫度分布
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本文所要探討的問題是圓管上半部受非均勻熱通量加熱的管流。為方便計算,在此我
們假設圓管管壁,上半部之溫度分布為一餘弦函數。其中所考慮的流體為會吸收,放
射熱輻射的非灰體介質,并且流體的速度為已完全成形的紊流。本文的熱輻射部份是
以P-1 微分近似法處理。經過推導后,所得之熱輻射方程式為一二階微分方程式,我
們可將其代入能量方程式以合併考慮熱輻射與熱對流。
本文所考慮的流體為非灰體流體,一些物理性質,如熱傳導系數k ,等壓比熱cp, 黏
滯係數u 等,均假設為溫度的函數,并且在計算其吸數系數,時為了求與實際狀況相
符合,我們將此係數化為壓力,溫度及波長之函數形式,但由於各種真實氣體之吸收
系數函數不易獲得,本文儘以之獻資料較齊全的二氣化碳為例。
由於本文所考慮的流體流動為紊流,因此在計算流體速度和渦旋擴散函數上比較複雜
。在渦旋擴散函數方面,由於本文考慮二維問題(含徑向及軸向)。因此必須計算徑
向和角度方向之能量渦旋擴散函數。而在計算速度上,我們做了完全發展流動的假設
,以簡化動量方程式,再配合渦旋擴函數之計算,則可算出流體流動的速度分佈。
本文考慮之方程式及邊界條件含高度非線性項。因此必須以數值方法分析本問題。并
且由於所探討的二氧化碳氣體,其吸收係數有三個主要波段,本文將逐一探討此三波
段之重要性。并討論管壁放射率對紐塞數及平均溫度的影響。以及不同圓管壁溫度分
布,及不同管徑對流體在軸向及角度方向之溫度分布的影響,並探討雷諾數對流體平
均溫度及紐塞數之影響。結果顯示二氧化碳的三個主要波段都非常重要。必須同時考
慮。并且當放射係數大其紐塞數及平均溫度亦愈大。而雷諾數之值較大時,亦有較大
之紐塞數但其流體平均溫度卻較低。

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