Определить коэффициент теплоотдачи и тепловой поток при движении воды в трубе диаметром d=11,4 мм

Определить коэффициент теплоотдачи и тепловой поток при движении воды в трубе диаметром d=11,4 мм длиной 400 мм, если расход воды составляет g=470 л/ч, средняя температура воды 50°С, а средняя температура стенки трубы 30°С. Дано: d=11,4 мм; l=400 мм; g=470 л/ч; tвода=50℃; tстенка=30℃. Найти: α,Q-?

Определим физические свойства воды при tвода=50℃:
Плотность ρ=988,1 кг/м3
righttop00Удельная теплоёмкость cp=4,174 кДж/(кг∙К)
Коэффициент теплоотдачи λ=0,64 Вт/(м∙К)
Температуропроводность a=15,5∙10-8 м2/с
Динамическая вязкость μ=549,4∙10-6 Па∙с
Кинематическая вязкость v=0,556∙10-6 м2/с
Коэффициент термического расширения β=4,49∙10-4 К-1
Число ПрандтляPrж=3,59
Число ПрандтляPrс=5,45
Определим скорость течения воды:
w=4gπd2∙3600∙1000=4∙4703,14∙11,4∙10-32∙3600∙1000=1,28 м/с
Определим число Рейнольдса:
Re=wdv=1,28∙0,01140,556∙10-6≈2,6∙104>104 турбулентный режим течения
Следовательно, значение Нуссельта:
Nu=0,023∙Re0,8∙Prж0,43∙PrжPrс0,25∙εl
Так как ld=40011,4=35 ≥15, то εl =1, тогда
Nu=0,023∙2,6∙1040,8∙3,590,43∙3,595,450,25∙1=122,2
Средний коэффициент теплоотдачи:
α=Nu∙λd=122,2∙0,640,0114=6860 Вт/(м2∙К)
Тогда тепловой поток:
Q=αtвода-tстенкаF=αtвода-tстенка∙πdl
Q=6860∙50-30∙3,14∙0,0114∙0,4=625,6 Вт
Ответ: 6860 Вт/(м2·К); 625,6 Вт.