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问答题

计算题 一根L/d=10的金属柱体,从加热炉中取出置于静止的空气中冷却。试问:从加速冷却的目的出发,柱体应水平还是竖直放置(辐射散热相同)?试估算开始冷却的瞬间两种情况下自然对流表面传热系数之比(均为层流)。

【参考答案】

在开始冷却的瞬间,可以设初始温度为壁温,因而两种情形下壁面温度相同。水平放置时,特征尺寸为柱体外径;竖直放置时,特征尺寸为圆柱长度,L>d。近似地采用稳态工况下获得的准则式来比较两种情况下自然对流表面传热系数,则有:

由此可知:对给定情形,水平放置时冷却比较快。所以为了加速冷却,圆柱体应水平放置。