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問答題 實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，沸騰換熱的臨界熱流密度與液體的汽化潛熱、蒸汽密度、表面張力及汽泡直徑參有關(guān)。試用量綱分析法證明：式中C為待定常數(shù)。

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1.問答題 有一臺(tái)煙氣-空氣換熱器如圖所示。已知煙氣進(jìn)口溫度t₂₁=280℃，空氣進(jìn)口為溫度t₂=30℃，熱管外徑為40mm，壁厚1.5mm。蒸發(fā)段與冷凝段各長(zhǎng)1m。管子采用叉排布置，s₁/d=2，s₂/d=1.5，在流動(dòng)方向?yàn)?0排，迎風(fēng)方向?yàn)?5排。氣體在最窄流動(dòng)截面上的流速均為10m/s。試確定t"₂。對(duì)換熱表面上無(wú)結(jié)垢及有結(jié)垢（污垢熱阻為R_A=0.0004m².k/w）的情形分別進(jìn)行計(jì)算。熱管換熱器的兩端各置于截面尺寸為1000mm×1200mm的方形通道內(nèi)。煙、空氣壓力均可按1各物理大氣壓計(jì)算。

參考答案：

2.問答題一尺寸為10mm×10mm、發(fā)熱量為100W的大規(guī)模集成電路，其表面最高允許溫度不能高于75度，環(huán)境溫度為25度，試設(shè)計(jì)一能采用自然對(duì)流來(lái)冷卻該電子元件的熱管冷卻器。

參考答案：

可采用下圖冷卻裝置。

3.問答題已知：有儀銅-水熱管，外徑d_i=25mm，內(nèi)徑d₀=21mm；蒸發(fā)段長(zhǎng)0.4m，外壁溫度為t_e=200℃；冷凝段長(zhǎng)0.4m，外壁溫度為t_c=199.5℃，絕熱段長(zhǎng)0.5m。設(shè)蒸發(fā)與凝結(jié)得表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)分別為h_e=5000W/(m².K)、h_c=6000W/(m².K)，蒸發(fā)段與冷凝段的管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)均為90W/(m².K)。試計(jì)算該熱管的內(nèi)部熱阻在傳熱過程總熱阻中的比例。

參考答案：

如圖：

4.問答題 一種同時(shí)冷卻多個(gè)芯片模塊的方法如附圖所示。已知冷凝管內(nèi)徑d＝10mm，外徑d₀=11mm，水平放置，進(jìn)水溫度為15℃，出水溫度為45℃，芯片所產(chǎn)生的熱量均通過尺寸為100mmX100mm的沸騰換熱表面〔拋光的銅表面）散失掉，其散熱率為10⁵w／m²。冷卻劑溫度t_s＝57℃，λ_i＝0.0535W／（m²·K），C_pi＝1100J／（kg·K），r=84400J／kg，ρ_i=1619kg/m³，ρ_v=13.5kg／m³，γ＝8.2×10^-3N／m，η_i=440kg×10^-6/（m·s），C_wi＝0.013。s＝1.7，Pr_i=9。管內(nèi)冷卻水的流動(dòng)與換熱已進(jìn)入充分發(fā)展階段。試確定:平均的冷凝管壁面溫度；平均的沸騰表面溫度；所需冷卻水管的長(zhǎng)度。冷凝管壁很?。畬?dǎo)熱熱阻可以不計(jì)。

參考答案：

5.問答題在一臺(tái)氟里昂152a的蒸發(fā)器中．氟里昂152a在水平管束外沸騰，飽和溫度為-30℃。為使蒸發(fā)器能安全有效地工作，規(guī)定其最大熱流密度不得超過臨界熱流密度的一半，試確定此時(shí)單位管長(zhǎng)上的最大制冷量。蒸發(fā)管外徑為22mm。ρ_v=2.617kg/m³。

參考答案：