汽车工业的快速发展给汽车散热器带来巨大的市场。为了提高散热器的换热性能以满足车用散热器日益增长的技术要求,就需要对换热元件的换热机理做深入的研究[7]。对散热器中起主要换热作用的冷却扁管进行研究非常重要。本文对某散热器有限公司提供的两种型号的冷却扁管进行了管外凝结换热试验,主要包括试验和数据处理两方面的工作。

1 凝结换热

一般蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有两种不同的凝结形式。如果凝结液体能很好地润湿壁面,它就在壁面铺展成膜,这种凝结形式称为膜状凝结。膜状凝结时,壁面总是被一层液膜覆盖,凝结放出的相变热(潜热)必须穿过液膜才能传到冷却壁面上。这时液膜层是换热的主要热阻。当凝结液体不能很好地润湿壁面时,凝结液体在壁面上形成一个个的小液滴,这种换热形式称为珠状凝结。对于珠状凝结,虽然其表面传热系数要比其他条件相同的膜状凝结大几倍或更多,但却不易于长久地维持。因而实际工业上应用只能实现膜状凝结[1]。

2.3.4 方差分析与处方优选 对上述正交试验数据进行方差分析，结果见表3。由表3可见，各因素对Q的影响程度依次为C＞B＞A，但相关因素的影响均无统计学意义。结合表2综合分析最优辅料处方为A1B2C2，即处方中十八醇用量为13.0 g，HPMC用量为3.7 g，碳酸氢钠用量为3.4 g。

努塞尔于1916年提出了纯净蒸汽层流凝结的分析解,指出了液体膜层的导热热阻是凝结过程主要热阻,忽略次要因素,从理论上揭示了有关物理参数对凝结换热的影响。

公司副总经理、总会计师周正风在总结讲话中指出，财务共享服务中心在财务职能转型、财务会计基础、会计信息质量、人才队伍建设四个方面的建设成绩斐然，并要求坚定不移地推进财务共享服务中心建设，加强财务人才队伍的建设，正确处理好财务部与财务共享服务中心、财务共享服务中心与业务部门两方面的关系，充分发挥好信息化建设引领作用，切实落实“一岗双责”。

努塞尔的理论分析可以推广到水平圆管及球表面上的层流膜状凝结。平均表面传热系数的计算式[2-3]为

 

(1)

 

(2)

式中:hH为水平圆管上的层流膜状凝结换热系数,W·m-2·K-1;hs为球表面上的层流膜状凝结换热系数,W·m-2·K-1;r为液体的汽化潜热,kJ·kg-1;ρl为液体的密度,kg·m-3;λl为液体的导热系数,W·m-1·K-1;μl为液体的动力黏度,Pa·s;d为水平管或球的直径,m;tw为壁面温度, ℃;ts为液体温度, ℃。

在企业集团战略性成本管理中，为了将成本管理工作作为重点,结合成本工作的特点，进行管理方案的创设，优化成本控制的内容，为成本管理工作的完善提供支持。在成本管理控制体系确定中，应该结合成本管理的特点，进行各个部门之间的工作协调，使企业各项经营活动得到整合，优化成本管理流程，为财务工作的创新提供支持，降低企业成本支出，为企业运营成本以及定量工作的分析提供参考，促进企业的经济发展[4]。

膜层中凝结液有层流和湍流之分,可以用膜层雷诺数Re进行判别。试验表明,液膜由层流转变为湍流的临界雷诺数Rec可定为1 600。横管因直径较小,实践上均处在层流范围。因而将在本文求解得到的管外凝结换热系数与式(1)进行比较。

2 蒸汽凝结试验台

为了获取试验数据,笔者自行设计了一台蒸汽凝结换热的试验装置。该装置主要由蒸汽系统、冷却水循环系统、测量系统等组成。

2.1 试验原理

由蒸汽发生器产生的蒸汽进入装有试验元件扁管的试验工作位内进行热交换。冷却水流经试验管,带走蒸汽凝结所放出的热量。为了防止蒸汽发生器产生的蒸汽中携带水分,从而影响试验的精度,必须控制蒸汽的干度,将蒸汽压力控制在0.12 MPa左右,温度控制在104～105 ℃。

将式(18)作图,结果如图5所示,并与图4的散点关系图做比较。

项目已完成石坎坡改梯34.58hm2、沉沙凼50m3、排洪沟3879m、水土保持林 1011.96hm2、封禁治理 300hm2、农村饮水900户、田间道路94 446 m、机耕道 48 500 m、蓄水池 4 166.84 m3、渠道12 231 m、经济果木林796.90 hm2和沼气池927座等。完成治理水土流失面积30.25 km2，为计划数的79%。

扁管传热系数K可以根据传热基本方程式求得。由热阻叠加原理得到如下关系[1],即

 

(3)

式中:R为管壁热阻、污垢热阻、接触热阻等所有导热热阻,m2·K·W-1;αo为管外凝结换热系数,W·m-2·K-1;αi为管内冷却水换热系数,W·m-2·K-1。

在试验期间R可以被认为是不变的常数。试验中由于蒸汽压力不变,且其定性温度基本不变,则αo在整个试验期内为常数。由于试验扁管的厚度δ为0.2 mm,且扁管铝材的导热系数比较大,故管壁热阻可以忽略不计;另外,由于试验扁管测试前清洗干净,故污垢热阻可忽略不计。故求出热阻R′就可以得出管外蒸汽凝结换热系数。于是有

 

(4)

式中,R′为忽略管壁热阻、污垢热阻后的导热热阻,m2·K·W-1。

如果认为水在所试验的温度范围内,所有物性都与温度的变化无关,则式(4)可简化为

=R′+Cu-n

(5)

式中:C、n均为常数;u为管内侧的冷却水流速,m·s-1。

为了防止洋桔梗倒伏，必须进行拉网支撑，打桩要直，高度约80 cm，间距2～3 m，在整好的畦面上拉上12 cm×12 cm网格网，可用搭棚剩余铝材或竹竿固定。在植株高长到30 cm左右时升1次网，之后根据长势逐渐拉升，一般拉4～6次网。把花枝顺到花网格里，升网不及时将导致枝条弯曲、倒伏，影响品质[1]。 待植株现花苞，高度到40～50 cm时，要把花网绷紧，保证植株直立，不会摇摆。

通过试验测得u和K后,就可以作出1/K与u的拟合曲线,从而得出R′、C、n。

2.2 试验装置及系统

2.2.1 试验系统

试验台如图1所示。试验时,调整冷却水流速分别为3.0、2.0、1.4、1.2、1.0、0.8 、0.6、0.4 m·s-1,测量冷却水进口温度tw1、冷却水进出口电势差ΔV、冷却水体积流量Gw、冷凝水质量流量m和饱和蒸汽温度。

朝鲜战争爆发后，缅甸政府提出请美国培训300名军官，以应对中国可能的入侵，但没得到美方的优先考虑。[32]随后，美国驻缅使馆多次向白宫汇报，否认中国入侵缅甸的可能性，[33]怀疑仰光在夸大中国的威胁，从而获得更多的英美军事援助。[34]

  

图1 试验台Fig.1 Test sytem

试验台系统设计简图如图2所示。换热扁管安装在横截面尺寸为150 mm×180 mm、长为1 000 mm的长方体试验工作位内。

2.2.2 试验测试扁管

对两种管型的铝材扁管进行试验研究,管型分别为:管型Ⅰ(2.5 mm×14 mm×1 010 mm)和管型Ⅱ(2.2 mm×19 mm×1 010 mm),管壁厚度均为0.2 mm。扁管结构示意图如图3所示,其中:A、B分别为扁管长、短边长度;L为扁管的长度。

  

图2 试验台系统设计简图Fig.2 Scheme of the test system

  

图3 扁管结构示意图Fig.3 Structure of the flat tube

3 试验数据处理及分析

3.1 试验参数

3.1.1 试验直接测量参数的记录

扁管管内工质为自来水,管外为饱和蒸汽。两种扁管的一组试数据分别如表1、2所示。

征稿内容： 自然灾害(特别是地质灾害)与人为灾害防治，生态环境、资源环境和地质环境保护，水文地质与工程地质，岩土工程与工程勘察，与本学科有关的边缘和交叉学科等方面的优秀论文，最新科技成果，新理论、新方法、新技术研讨，及工程技术经验总结，新成就、新动向方面的综述、述评，新书刊、新设备评介等。

 

表1 管型Ⅰ的一组试验数据Tab.1 Test data of the type I tube

  

u/(m·s-1)Gw/(L·h-1)tw1/℃ΔV/mVm/(kg·s-1)3.0296.212.50.850.71702.0197.612.81.260.71851.4138.413.21.980.70601.2118.213.42.370.70251.098.713.72.880.70450.879.714.23.410.70100.659.115.04.530.69200.439.416.66.250.6750

 

表2 管型Ⅱ的一组试验数据Tab.2 Test data of the type II tube

  

u/(m·s-1)Gw/(L·h-1)tw1/℃ΔV/mVm/(kg·s-1)3.0360.014.20.750.69502.0240.114.21.120.67451.4168.314.71.580.65551.2144.214.91.820.64101.0120.315.32.080.62400.896.315.82.760.63800.672.416.43.240.61550.448.316.44.900.5975

从表1、2中可知,随着冷却水流速的减小,冷却水流量、冷凝水质量也相应减小,此时冷却水的进口温度、电势差均有所增加。

3.1.2 试验参数的计算

(1) 当量直径de[4-5]和管内雷诺数Re

流体在管内流动比较复杂,而扁管由于自身的几何形状,其流动形态不同于圆管,为此根据文献[6]求取扁管的当量直径为

 

(6)

雷诺数Re为

 

(7)

式中:μ为流体黏度,kg·m-1·s-1;ρ为流体密度,kg·m-3。

(2) 冷却水出口温度tw2

宝玉爹哈哈大笑，你会，开口就说你会？跟你讲，我们嗡琴戏讲究的是唱做念打全面发展，单就表演方面，就分“内八功”和“外八功”两种，“内八功”包括喜、怒、哀、乐、悲、愁、恨、惊，“外八功”包括手、腿、口、身、颈、武、道、扎等等，冰冻三尺，非一日之寒，你说你会，这不是空口打哇哇！

0.088(ΔV+Et)2

(8)

式中:Et为对应温度的电势差,mV;tw2为冷却水出口温度, ℃。

(3) 总换热量Q

Q取冷却水侧换热量Qc与蒸汽侧换热量Qh的算术平均值,即

 

(9)

(4) 传热系数K

式中:Δtm为对数平均温差,℃;F为扁管换热面积,m2。

K可根据传热基本方程式得到,即

 

(10)

金为矿石中主要有益组分[11-12]，矿石中银与硫呈次要伴生组分存在。工业矿平均金品位5.27×10-6，平均银品位5.00×10-6，平均硫品位2.55%，银、硫可作为伴生有益组分加以综合回收利用。伴生的有害组分中砷含量(6.89×10-6)远小于0.2%，达不到规范要求的最低含量，对选矿无影响(表3)。

通过计算得到的两种型号扁管的尺寸如表3所示。

 

表3 两种型号扁管的尺寸Tab.3 Geometric parameters of two flat tubes

  

参数名称数值管型Ⅰ管型Ⅱ换热面积F/m20.029890.03965截面积S/m227.61×10-632.78×10-6截面周长C/m0.029590.02959当量直径de/m0.0037320.003341

3.2 曲线拟合及检验

3.2.1 曲线拟合方法

式(5)得到的曲线方程为非线性方程,一般采用非线性拟合求解。由于其不易收敛,故采用线性回归法(最小二乘法)求解最佳的R′、C、n。

将式(5)变换为

 

(11)

Nu2=0.034 12Re0.65

y=a+bx

(12)

由式(5)可知,当u逐渐增大时,1/K将无限趋近于R′,故可根据试验数据中1/K与u的关系作图,结果如图4所示。将从图中得出的R′的初始近似值作为取再利用线性回归法计算a和b。

根据最小二乘法得到残余误差方程(σi为yi的残余误差)的数学模型为

yi=a+bxi+σi, i=1、2、…、n

(13)

根据最小二乘法,a和b应在(试验数据每组取八个速度点故n值取8)最小时为最佳值,故对式(13)中a和b取偏导数并令其为零,即

进入12月份以来，基础市场震荡加剧，主动权益基金排名争夺日趋激烈。但今年以来收益最佳的中邮尊享一年定期却于12月26日宣布清盘。截至12月25日收盘，中邮尊享一年定期今年以来收益率为16.31%，在偏股基金收益率排名上高居榜首，临近年末收益排行榜出炉之际清盘，也让这只基金与冠军失之交臂。

  

图4 1/K与u关系散点图Fig.4 Relationship between 1/K and u

 

(14)

同理,有

 

(15)

联立式(14)、(15)得到

 

(16)

经计算,b=-1.857 2,a=-8.054 0,C=0.000 317 8,n=1.857 2。

tw2= 2.763+8.624(ΔV+Et)-

则有

y=-8.054 0-1.857 2x

(17)

=0.000 6+0.000 317 8u-1.857 2

(18)

蒸汽在扁管表面上凝结,凝结水经测试端体下方的阀门流出后由电子天枰称重。冷却水流量则经过涡轮流量计计量,冷却水流经试验管后,吸收热量而使水温升高,两端的温度通过温差热电堆测量。通过冷却装置控制冷却水进口温度使其在试验过程中保持稳定。由于进口温度相同,一方面使冷却水系统稳定,另一方面便于对试验结果进行分析对比。在维持蒸汽温度和流速恒定的条件下,测量管内冷却水流速和换热系数之间的关系。

从图5中可看出,管型I的拟合曲线基本与试验数据相符,仅在较低流速时存在较大偏差。

3.2.2 回归方程方差检验

对方程精度的检验用测量值yi的方差σ2检验。因a和b已知,所以由式(13)可得残余误差。

参加访谈的留学生所介绍的课外学习汉语的方法，大致相同，包括跟中国人交流、听中文歌曲、看中文电视电影等。目的是练习口语和听力，学习新的词语，了解中国文化等。有的学生遇到不认识的新词，还会记下来查词典。也有一名中级班学生提到，看电视剧的时候，他发现课本中的语言和电视里的不太一样，前者过于礼貌，比如教材中写的是“请稍等”，但电视里说的是“你等一下”。

  

图5 1/K与u拟合曲线Fig.5 Fitting curve of 1/K and u

方差σ2的估计误差(因本方程只有两个未知量,故自由度为n-2)为

 

(19)

式中,Nu2为管内对流换热的努塞尔数。

=0.000 083 46+0.000 953 2u0.62

(20)

由式(20)和式(7)可得到管型Ⅰ的管内对流换热的准则关系式,即

Nu1=0.037 56Re0.62

(21)

式中,Nu1为努塞尔数。

管型Ⅰ管外凝结换热系数为11 981.78 W·m-2·K-1。

由管内对流换热系数并根据牛顿冷却定律,求出管壁温度,再代入膜层雷诺数计算式得到膜层雷诺数为2.027。

因为膜层雷诺数小于1 600,属于层状凝结换热。将计算得到的管型Ⅰ管外凝结换热系数与式(1)进行比较,得到管型Ⅰ管外换热系数的计算式为

 

(22)

则管外凝结换热的准则关系式为(偏差在±25%以内)

在诊断性检查中，对食管、胃、结直肠狭窄性病变病因进行分类，分析使用鼻胃镜通过狭窄病变的通过率及狭窄病变下方病变检出率。回顾总结利用鼻胃镜进行内镜下治疗如营养管、肠梗阻导管等置管术、胃肠道支架置入术、狭窄扩张术及光动力治疗中的应用及内镜通过率。

(23)

同理,求得管型Ⅱ的拟合方程为

=0.000 090 87+0.000 908 7u0.65

WGM microcavities can propagate simultaneously transverse magnetic (TM) modes and transverse electric (TE) modes. A numerical approximation of WGM resonances was developed by Lam et al. in 199214. The more accurate resonant wavelengths are expressed as15:

(24)

管内对流换热的准则关系式

设则式(11)变为

(25)

由于σ2的方差较大,故需调整的初始值,取再代回到式(11)中循环计算,直到方差满足σ2<0.000 1。最后求得的拟合方程为

管外凝结换热系数为11 004.74 W·m-2·K-1,膜层雷诺数为6.284。管外换热系数计算式为

 

(26)

管外凝结换热的准则关系式为

 

(27)

4 结 论

在管外凝结换热工况下,保持管外蒸汽温度及流速一定,测量传热系数与管内冷却水流速的关系。采用线性回归法(最小二乘法)拟合换热系数与管内流速的关系进行拟合,并对拟合方程的精度利用测量值的方差σ2进行检验,从而直接得到管内对流换热的准则方程式以及管外凝结换热系数。

从两种管型的管内外换热系数准则关系式以及长宽比(A/B)可以得出,扁管长宽比越大,管内流体湍流越充分,有利于管内对流换热,而不利于管外凝结换热。

参考文献:

[1] 杨世铭.传热学[M].3版.北京:高等教育出版社,2005:207-211.

[2] DHIR V K,LIENHARD J H.Laminar film condensation on plane and axisymmetric bodies in nonuniform gravity[J].Journal of Heat Transfer,1971,93:97-100.

[3] POPIEL C O,BOGUSLAWSKI L.Heat transfer by laminar film condensation on sphere surfaces[J].International Journal of Heat & Mass Transfer,1997,18(12):1486-1488.

[4] 王静波.新型当量直径——动量当量直径[J].矿山机械,2007,35(12):41,42.

[5] 童正明,王亦凡,陈丹.汽车散热器结构优化研究[J].能源研究与信息,2014,30(2):108-112.

[6] 朱聘冠.换热器原理及计算[M].北京:清华大学出版社,1987:132-133.

[7] 徐之平,王锦侠.桑塔纳轿车的不同结构国产散热水箱热性能分析研究[J].能源研究与信息,1996,12(1):13-23.