空气从铜管流过，温度会不会降低？

lucio

大家好，我想问一个流体力学的基本问题。

假如一根长2米，直径10mm的铜管。空气以10m/s的速度流过。如果铜管的保温效果很好，可以认为和外界是绝热的。那么空气的的温度会怎么变化呢？

先谢谢了！

seaharrier

基本不会变吧，充其量会增加一丁点。

lucio

原帖由 seaharrier 于 2011-11-25 14:50 发表

                               
登录/注册后可看大图

基本不会变吧，充其量会增加一丁点。

哦，谢谢啦。今天我在试验的时候也是这样。但是有的时候却是减小的，看来测试精度很难保障啊。

mpll

根据气体绝热过程方程理论分析，应该是气体的出口温度比入口温度低。因为气体是自发地由压强高的空间向压强低的空间膨胀形成流动的。气体的膨胀作功必然产生气体内能的释放，从而使气体温度下降。
至于出口气体射流对温度传感器的冲击是否会有气体局部压缩使温度上升，应单独测试标定。

通流

铜管保温效果很好。这是什么意思？

lucio

你说的太专业和细了。其实我就是在铜管上布置几个热电偶测试的，不会有射流神马的了。谢谢！

lucio

原帖由 通流 于 2011-11-28 09:21 发表

                               
登录/注册后可看大图

铜管保温效果很好。这是什么意思？

意思就是在铜管外面贴了一层“保温棉”。这样铜管的温度受外面空气的影响很小了。

通流

其实，这里不能只用大小来形容。需要定量分析。
十米的速度，常温，1大气压，空气，动能相当于0.05K。所以这里的问题是
（1）你的热电偶的精度至少要0.005K吧。
（2）铜管本身的热容量。也就是实验必须要等铜管达到热平衡，才能测量。
（3）你的隔热层真的那么隔热吗？
（4）你测的是边界上的热。由于空气的普朗特数接近一，所以在绝热条件下，边界上的温度基本就是流体总温，也就是进口温度。这是温度的变化会更小。

顺便解释一下普朗特数的物理意义。普朗特数代表了由于粘性（动量传递）的能量传播比上由于温度差造成的能量传播。空气的普朗特数接近一，就是相互抵消，所以总温在边界层中保持不变。

不把这些东西搞清楚，那么实验势必成了“垃圾进，垃圾出”。

lucio

我是测试空调里的铜管温度，所以精度没有版主说得那么高了。测试的量级比如是15.1度，16.6度之类的，不需要那么精准。
如果保温棉粘得很好，温度应该是变化不大。可能是保温棉没有贴好吧。
感觉用热电偶本身精度就不高，实验室里布线也混乱，还有其它设备混杂在一起，使得测试经常有偏差。
谢谢斑竹啦！