Massavloeitempo en temperatuur: effek, verwantskap, probleemvoorbeelde


Hierdie artikel bespreek die verband tussen massavloeitempo en temperatuur. Vir onsamedrukbare vloeistowwe gaan volumetempo en massavloeitempo langs mekaar.

Ons sal die bespreking beperk deur die stelsel en wetenskap wat daar gebeur te definieer. Ons sal 'n stelsel oorweeg waar hitte-oordrag plaasvind, kom ons sê water wat in 'n pyp vloei. Die hele bespreking in hierdie artikel sal rondom hierdie stelsel draai.

Wat is hitte-oordrag?

Hitte-oordragr in eenvoudige terme is die oordrag van energie (of entropie) van een punt na 'n ander. Dit word gemeet deur die temperatuurverandering wat plaasvind tussen eenheidlengte van stelsel.

Ons kan sê dat hitte-oordrag direk eweredig is aan temperatuurverandering en omgekeerd eweredig aan lengte van die stelsel. Wiskundig kan hitte-oordrag gegee word deur-

Wat is verskillende modusse/tipes hitte-oordrag?

Hitte-oordrag van een stof na 'n ander kan op baie maniere plaasvind. Soms het dit 'n medium nodig vir oordrag en soms nie.

Kom ons kyk wat is anders tipes hitte oordrag-

  • geleiding– Hitte word tussen twee punte oorgedra wanneer die molekules tussen hulle met mekaar bots. Die vibrasie-energie van die atome word van 'n atoom/molekule na 'n ander oorgedra. Op hierdie manier versprei die hitte. Dit impliseer, vir hitte-oordrag om deur geleiding plaas te vind, benodig dit 'n medium.
  • konveksie– Die hitte word oorgedra deur die beweging van vloeistof. Hierdie vloeistof kan lug of water wees.
  • Bestraling- Die hitte-oordrag kan plaasvind in die afwesigheid van 'n medium. Straling hitte-oordrag vind plaas in die vorm van elektromagnetiese golwe.

Massavloeitempo en temperatuurverhouding

Kom ons oorweeg water wat deur 'n pyp vloei. Water wat 'n onsamedrukbare vloeistof is, beteken dit volumetriese vloei en massavloeitempo proporsioneel is.

Kom ons kyk na twee gevalle -

  • Lae massa vloeitempo/volumetriese vloeitempo: Die volumetriese vloeitempo van die water is laag, wat beteken dat volume/massa water wat per sekonde deur die pypgedeelte vloei minder is, dus sal die watermolekules vinniger verhit word.
  • Hoogte massavloeitempo/volumetriese vloeitempo: As die aantal molekules water wat deur 'n punt vloei meer is, sal dit meer tyd neem om hulle te verhit. Daarom kan ons sê dat temperatuurverskil in hierdie geval minder sal wees.

Massavloeitempo en temperatuurvergelyking

Soos ons hierbo bespreek het, is die temperatuurverskil in die stelsel omgekeerd eweredig aan die massavloeitempo in die stelsel. Dit is, as massa vloeitempo verhoog die temperatuurverskil verminder.

Die verband tussen massavloeitempo en temperatuurverskil word hieronder gegee-

Vir dieselfde waarde van hitte-oordrag ons kan sê dat die temperatuurverskil omgekeerd eweredig is aan die massavloeitempo.

Hoe beïnvloed temperatuur massavloeitempo?

Die temperatuur verhoog die snelheid van die molekules wat vloei en daarom neem die kinetiese energie van die vloeistof toe met toename in temperatuur.

Hoe om druk uit massavloeitempo te bereken?

Hagen Pouisuille wet vergelyking sê dat druk is direk eweredig aan die vloei koers.

Q is die vloeitempo en dit is die tempo van verandering van volume. Vir vloeistowwe waarvan die digtheid konstant is wat onsamedrukbare vloeistowwe is, is massavloeitempo direk eweredig aan volumevloeitempo. Daarom kan ons sê dat druk toeneem met massavloeitempo.

Die Hagen Pouisueille-vergelyking word hieronder gegee-

waar,

mu is die dinamiese viskositeit

Q is die vloeitempo in liter per sekonde

Wat is 'n hitteruiler?

Soos die naam aandui, hitteruilers is 'n toestel wat gebruik word vir die uitruil van hitte tussen twee stowwe. Dit kan gebruik word om die ander stof af te koel of te verhit deur 'n werkende stof te gebruik.

Verdamper en kondensators is ook tipes hitte ruilaars. Kondensor en verdampers word in onderstaande afdelings bespreek. Hitteruilers vind hul toepassings in verkoelingstelsels, kragsentrales, lugversorgingstelsels, ens.

massavloeitempo en temperatuur
Image: Herverhit in hitteruilers

Tipes hitteruilers

Op grond van die rigting van koue vloeistof en warm vloeistof kan die hitteruilers in drie tipes geklassifiseer word. Hulle word hieronder gegee-

  • Parallelle vloei hitteruiler- In hierdie tipe hitteruiler, beide die koue en warm vloeistof vloei in dieselfde rigting.
  • Teenvloei hitteruiler– In hierdie tipe hitteruiler beweeg beide warm en koue vloeistowwe in teenoorgestelde rigting as mekaar.
  • Dwarsvloei hitteruiler– In hierdie tipe hitteruiler beweeg warm en koue vloeistowwe loodreg op mekaar.

Verskillende toepassings vereis verskillende tipes vloeirigtings tussen die warm en koue vloeistowwe. Die heersende beginsel is dieselfde in al die drie tipes.

Wat is 'n verdamper?

'n Verdamper is 'n tipe hitteruiler wat gebruik word om die vloeistoffase van 'n stof na sy gasvorm om te skakel. Byvoorbeeld, water word omgeskakel in damp. Die hele faseveranderingsproses vind plaas sonder temperatuurverandering.

Die hitte wat van die warm vloeistof oorgedra word, is gelyk aan die hitte wat deur die kouer vloeistof geabsorbeer word. Verdamper word in verkoelingstelsels gebruik om die hitte van die kos en drank wat in die yskas gehou word, te verwyder.

Wat is kondensor?

'n Kondensor is 'n tipe hitteruiler wat gebruik word om 'n gasfase van 'n stof na die vloeistoffase van daardie stof om te skakel. Byvoorbeeld, damp verander terug na vloeibare vorm. Die hele faseveranderingsproses vind plaas sonder temperatuurverandering.

Die hitte wat na die koue vloeistof oorgedra word, is gelyk aan die hitte wat deur die warmer vloeistof geabsorbeer word. Kondensators word gebruik in kragsentrales waar die uitlaat stoom van die turbine word in vloeistof omgeskakel

Wat is LMTD?

LMTD ook bekend as logaritmiese gemiddelde temperatuurverskil is 'n term wat in hitteruilers gebruik word. Dit is die logaritmiese gemiddelde van temperature van koue vloeistof en warm vloeistof.

LMTD word gebruik om die algehele te vind hitte-oordrag binne die stelsel plaasvind. Dit neem aanvanklike en finale temperature van beide warm vloeistof en koue vloeistof in ag. Die formule vir LMTD word hieronder gegee-

waar,

Delta T1 is die temperatuurverskil tussen die aanvanklike temperature van beide warm en koue vloeistowwe.

Delta T2 is die temperatuurverskil tussen die finale temperature van beide warm en koue vloeistowwe.

Abhishek

Hi ....Ek is Abhishek Khambhata, het B. Tech in Meganiese Ingenieurswese gevolg. Deur vier jaar van my ingenieurswese het ek onbemande vliegtuie ontwerp en gevlieg. My sterkpunt is vloeimeganika en termiese ingenieurswese. My vierdejaarprojek was gebaseer op die prestasieverbetering van onbemande vliegtuie wat sonkragtegnologie gebruik. Ek wil graag met eendersdenkende mense kontak maak.

Onlangse plasings