定热流加热下微管内部换热特征的实验研究

摘要

以蒸馏水为工质,流过内径分别为242 μm、315 μm 及520 μm石英管,石英管外部缠绕外径为80 μm的铜丝,通过给细铜丝通电来加热石英管以研究石英管内部的换热.根据细铜丝电阻值与温度的关系来确定石英管外壁的温度值,实现了定热流加热与温度测量的同步.实验得到了雷诺数Re在100～7000之间变化时的Nusselt数,并与经典的层流、过渡流及紊流换热准则方程式进行了对比.实验结果表明,在Re较低时,微石英管内部的Nu数低于常规经典的换热准则方程式的解,但随着Re数增加到1700～1900时,微石英管内Nu数已与过渡流准则方程式的解基本一致;当Re数增加到4000～5500左右时,微石英管内部换热Nu数达到常规尺度下的紊流换热方程式的解.