Горизонтальная труба длиной L, м и наружным диаметром d, м расположена в помещении, температура. 7

Горизонтальная труба длиной L, м и наружным диаметром d, м расположена в помещении, температура воздуха в котором tв,℃. Средняя температура поверхности трубы tс,℃. Определите величину коэффициента теплоотдачи от трубы к воздуху, а также тепловой поток, теряемый трубой. Дано: tв=70℃; tс=140℃; w=2 м/с; d=0,11 м; l=7м. Найти: α2, Q-?

1. По справочным данным определим физические характеристики воздуха при температуре tв=70 ℃:
коэффициент теплопроводности λв=2,96∙10-2 Вт/м∙К;
кинематическая вязкость νв=20,02∙10-6 м2/с;
число Прандтля Prв=0,694;
число Прандтля стенки при температуре стенки tс=140℃:
Prст=0,684.
коэффициент температурного расширения воздуха:
β=1tв+273=170+273=0,0029 1/К.
2 . Определим критерий Грасгофа при свободном обтекании горизонтальной трубы воздухом:
Gr=9,81∙d3νв2∙β∙tc-tв=9,81∙0,113(20,02∙10-6)2∙0,0029∙140-70=6,6∙106.
3. Рассчитаем критерий Рэлея:
Ra=Gr∙Pr=6,6∙106∙0,694=4,58∙106 .
4. Рассчитаем критерий Нуссельта по формуле:
Nu=c∙Ran,
коэффициенты c и n определяются по справочным данным в зависимости от значения коэффициента Рэлея:
При Ra=4,58∙106, c=0,5 и n=0,25.
Nu=0,5∙Ra0,25=0,5∙(4,58∙106)0,25=23,13.
5

. Определим критерий Грасгофа при свободном обтекании горизонтальной трубы воздухом:
Gr=9,81∙d3νв2∙β∙tc-tв=9,81∙0,113(20,02∙10-6)2∙0,0029∙140-70=6,6∙106.
3. Рассчитаем критерий Рэлея:
Ra=Gr∙Pr=6,6∙106∙0,694=4,58∙106 .
4. Рассчитаем критерий Нуссельта по формуле:
Nu=c∙Ran,
коэффициенты c и n определяются по справочным данным в зависимости от значения коэффициента Рэлея:
При Ra=4,58∙106, c=0,5 и n=0,25.
Nu=0,5∙Ra0,25=0,5∙(4,58∙106)0,25=23,13.
5