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本文以數值方法,研究在流體流動方向之壁面縱向熱傳效應,對一邊流體混合,另 一邊流體非混合之交流式熱交換器效率的影響,並配合本文所發展的電腦輔助設計 應用軟體,提供友善的交談式操作介面,縮短熱交換器設計時所須花費的計算工作 時間,讓使用者能夠迅速而且簡易地獲取可靠的結果,以供設計熱交換器時之參考 。 一般在做熱交換器設計時,經常會忽略壁面縱向熱傳效應對熱交換器效率的影響, 但是對高NTU值和短流程設計的熱交換器,則務必考慮在流體流動方向之壁面縱 向熱傳效應對熱交換器效率的影響情形,因為效率值會受壁面的縱向熱傳效應之影 響而顯著的降低。壁面縱向熱傳效應會減緩流體出口端的溫度分佈梯度,使得在大 部分出口端區域的熱流體溫度升高,冷流體溫度下降。在相同的C值時,Cmin 流體是為混合的情況,其受到壁面縱向熱傳效應的影響,會比Cmin 流體是在非混 合的情況時來得大。但在λ<0.1 時,R的改變對熱交換效率的影響不大,可予 以忽略。 ▔ 分析由數值方法所得到的結果,找到一個各參數影響熱交換器效率的關係式,並利 用此關係式及ε-NTU 的設計方法,以QUICK BASIC 程式語言撰寫成一套適用於個 人電腦(PC/XT,PC/AT)之交談式電腦輔助設計應用軟體。本軟體適用於氣體或液體 之工作流體,在一邊流體混合,另一邊流體非混合時之交流式熱交換器設計。 所得到的經驗關係式為: -0.002945 -0.03882 εmin,mixed = 0.87451 R* λ εexact
0.0032 -0.03893 εmin,unmixed = 0.8737 R* λ εexact
其中εexact 是由Mason 在λ=0時所求得之結果,此經驗關係式適用的範圍是
1 < NTU < 50,0<C<1 ,0.5 < R< 10,0.05 < λ < 0.5 ▔ ▔ ▔ ▔ ▔ ▔ ▔ 此經驗公式的誤差在±20﹪之間。 本軟體具有下列功能:(1)計算兩邊流體出口溫度及熱流分析。(2)可彈性修 改熱交換器尺寸。(3)求出各參數值。
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