Определить коэффициент теплоотдачи и количество переданной теплоты при течении воды в горизонтальной трубе диаметром

Определить коэффициент теплоотдачи и количество переданной теплоты при течении воды в горизонтальной трубе диаметром d= 0,05 м и длиной l = 1 м, если скорость w = 0,2 м/с; температура воды tж = 50°С, температура стенки трубы tcт = 0°С. При температуре воды = 50 оС по таблице находим физические характеристики воды: = 0,648 Вт/(м∙К); 0,556 ∙10-6 м2/с; = 3,54. При температуре стенки = 0оС число Прандтля: = 13,67.

С учетом полученных значений определяем режим движения трубы в горизонтальной трубе:
Так как >104, то режим движения – турбулентный.
При турбулентном режиме движения в трубе для определения коэффициента теплоотдачи используем формулы:
Nuж=0,021Reж0,8Prж0,43(PrжPrст)0,25εL
εL = 1,1 для Reж = 2*105 и L/d = 1/0,05 = 20
По формулам определяем число Нуссельта и коэффициент теплоотдачи от воды к поверхности трубы:
Nuж = 0,021*17985,61^0,8*3,54^0,43*(3,54/13,67)^0,25*1,1 = 71,93
α = 71,93*0,648/0,05 = 932,1 Вт/(м2·К).
Количество передаваемой теплоты через всю поверхность трубы:
Q = π*d*l*α*(tж – tст) = 3,14*0,05*1*932,1*50 = 7317 Вт
Ответ: α = 932,1 Вт/(м2·К); Q = 7317 Вт.