Perbedaan Temperatur antara Fluida dan Dinding PipaKetika suatu fluida mengalir disepanjang pipa terjadi perpindahan panas dari pipa terhadap fluida maupun sebaliknya. Pada kasus aliran panas melalui dinding datar, suhu pada seluruh permukaan adalah identik. Perbedaan temperatur terjadi dititik mana saja dalam dua permukaan yang berbeda. Jika temperatur pada bagian dalam dinding pipa konstan ketika fluida mengalami pemanasan oleh steam, akan terjadi perbedaan suhu antara dinding dengan umpan cairan dan dinding pipa dengan cairan yang dipanaskan. Maka:Q = hiAi(tp-t) = hiAiti, dimana tp adalah temperatur konstan dalam dinding pipa bagian dalam dan t adalah variasi temperatur fluida.

Perbedaan temperatur antara sebuah cairan dan sebuah dinding pipaKemiringan garis bawah mendefinisikan perbedaan suhu ti sebagai sebuah fungsi dari Q adalah

Dimana t2 = tp t1 dan t1 = tp t2. Eliminasi dQ dari pers. (3.33) dan (3.34)(3.35)Integrasikan (3.36)

Eksperimentasi dan KorelasiPanas yang diserap oleh zat cair yang mengalir melalui pipa akan identik dengan panas yang dialirkan ke pipa:Q = wc (t2- t1) = hi Ai ti(3.37)Dari nilai-nilai yang diamati dari eksperimen dan perhitungan ti, seperti yang diberikan dalam Pers. (3.36) hi dapat dihitung dari(3.38)Faktor-faktor lain yang mempengaruhi hi, adalah yang ditemukan dalam analisis dimensi seperti kecepatan cairan dan diameter dari tabung melalui proses perpindahan panas.Sebuah alat khas untuk menentukan koefisien perpindahan panas ke fluida yang mengalir dalam pipa atau tabung yang ditunjukkan pada Gambar. 3,7. Bagian utama adalah penukar tes, pipa tertutup oleh pipa konsentris. Bagian yang terdiri dari bagian tes anulus biasanya dihubungkan untuk memungkinkan kondensasi uap untuk memanaskan percobaan cair atau sirkulasi cepat dari air untuk pendinginan cair-percobaan. Tambahan penukar terhubung untuk melakukan operasi yang berlawanan dari tes dan dingin ketika tes digunakan untuk pemanasan. Untuk percobaan pemanasan, cairan dingin dari reservoir disirkulasikan melalui rangkaian dengan sebuah pompa sentrifugal.

Sebuah solusi disertakan pada pompa debit untuk memungkinkan mengatur aliran melalui flowmeter tersebut. Cairan tersebut kemudian melewati alat pengukur suhu seperti termometer dikalibrasi atau termokopel, dimana t1 diperoleh. t1 diperoleh di beberapa jarak di pipa sebelum bagian ujian sehingga alat pengukur suhu tidak mempengaruhi vortisitas konveksi di bagian tes itu sendiri. Cairan tersebut kemudian melewati bagian dari tes ini dan salah satu pipa panjang dipanaskan sebelum dicampur dan suhu t2 diukur. Ekstensi dipanaskan untuk menjalankan item pengujian disebut calming sections. Berikutnya ia melewati cairan pendingin di mana suhu kembali ke t1.Kinerja percobaan memerlukan pemilihan suhu awal reservoir tl yang dapat dicapai dengan resirkulasi cairan dalam penukar panas dengan kecepatan tinggi, sampai cairan dalam tangki mencapai suhu yang diinginkan. Throughput yang dipilih dan air pendingin bersirkulasi dalam pendingin sehingga suhu oli kembali ke tangki adalah tl. Ketika kondisi stabil tl dan t2 bertahan mungkin 5 menit atau lebih, suhu tl dan t2 disimpan dengan kecepatan pembacaan dari permukaan tabung termokopel, dan mendapatkan tingkat kondensat selama interval uji. Dengan serbaguna dengan katup pengalaman yang baik biasanya dapat dilakukan di bawah satu jam.Masalah yang berhubungan dengan instalasi dan kalibrasi termokopel dan instrumen termal yang lain. l yang sama dapat dikatakan dari persamaan untuk mengoreksi aliran fluida melalui lubang standar ketika sifat fluida bervariasi. Evaluasi persamaan konveksi paksa data eksperimen. Sebagai contoh data korelasi yang ditunjukkan dalam Tabel 3.3 yang diperoleh oleh Morris dan Whitman 2 gas pemanas, minyak dan minyak jerami uap dalam sebuah %. IPS pipa dengan panjang 10.125 ft dipanaskan.Data viskositas ditunjukkan pada Gambar 3.8 dan diambil dari publikasi asli. Konduktivitas termal dapat diperoleh dari Gambar 1 dan spesifik memanas Gambar 4. Keduanya diplot dalam Lampiran OAPI sebagai parameter. Konduktivitas termal logam diambil oleh Morris dan Whitman menjadi 35 B.tu / (hr) (ft2 () \ "F / ft) dan konstan, meskipun hal ini lebih tinggi dari nilai yang tercantum dalam Lampiran Tabel 3. kolom saja dan dalam tabel yang diamati di mana t1 = Temperatur minyak masuk 0Ft 2 = Temperatur minyak keluar 0Ftw = Suhu permukaan rata-rata pipa luar dari termokopel w = Berat aliran, lb/hr

Langkah pertama dalam persamaan konveksi paksa berhubungan untuk menentukan data apa yang dalam aliran turbulen, jika tidak maka akan benar upaya EQ korelasi (3.26). Pada kolom 11 bilangan Reynolds dihitung menggunakan diameter dan daerah aliran dari + dalam $. IPS pipa yang dapat ditemukan pada Tabel 11. Sifat fluida diperoleh dalam suhu rata-rata (tl + t2) / 2. Reynolds nomor melampaui 2100 di semua bukti dari aliran turbulen. Persamaan (3.26) diberikan sebagai p dan q dapat ditemukan aljabar dengan mengambil data dari tiga titik uji.

Dan , , dan q menjadi persamaan dasar dari hasil data pada point 3Penyelesaian persamaan. Hubungan metode ini mempertunjukkan penggunaan pada point tiga B4, B12, dan C12 pada tabel 3.3 dimana dimasukkan jarak besaran dari , , menghitung persen dari aliran dan sifat-sifat cairan dan tabel dalam kolom 9,11, dan 12.

Penyelesaian grafik. Untuk hubungan luas dapat digunakan dengan metode grafik. Dapat dituliskan sebagai berikut.

Logaritmakan kedua sisilog y = log + p log xy = pxKorelasi friksi fluida dalam pipaKetika fluida mengalir dalam pipa isotermal maka akan mengalami penurunan tekanan. Dari Persamaan terlihat bahwa untuk aliran turbulen isotermal ini pressure drop merupakan suatu fungsi dari bilangan Reynolds ditambah dengan kekasaran pipa. Persamaan. (3.16) dalam bentuk berdimensi :

di mana f' adalah salah satu faktor berdimensi untuk menunjuk faktor gesekan dan adalah tekanan total dalam literatur untuk penurunan pound per ft2. Untuk kombinasi dengan persamaan hidrodinamik lain adalah menggunakan faktor gesekan f sehingga

(3.43)

Persamaan Fanning persamaan terdiri dari suku pertama dan kedua dari Persamaan. (3.43) dan biasanya ditulis sebagai mana adalah penurunan tekanan dinyatakan dalam meter cairan, atau

(3.44)

Untuk bagian dari grafik yang sesuai untuk streamline flow (Re