Определить коэффициент теплоотдачи и тепловой поток при движении воздуха в трубе диаметром d=35 мм

Определить коэффициент теплоотдачи и тепловой поток при движении воздуха в трубе диаметром d=35 мм длиной 2 м со скоростью w=2,6 м/с, если средняя температура воздуха t=152°С, а средняя температура стенки трубы 100°С. Дано: d=35 мм; l=2 м; w=2,6 м/с; tвоздух=152℃; tстенка=100℃. Найти: α, Q-?

44310302080260Определим физические свойства воздуха при tвоздух=152℃:
Плотность ρ=0,838 кг/м3
Удельная теплоёмкость cp=1,015 кДж/(кг∙К)
Коэффициент теплоотдачи λ=3,58∙10-2 Вт/(м∙К)
Температуропроводность a=42,5∙10-6 м2/с
Динамическая вязкость μ=24,2∙10-6 Па∙с
Кинематическая вязкость v=29,17∙10-6 м2/с
Число ПрандтляPrж=0,683
Число ПрандтляPrс=0,688
Определим число Рейнольдса:
Re=wdv=2,6∙0,03529,17∙10-6≈3120
Переходный режим течения: 2300<Re<104
Следовательно, значение Нуссельта:
Nu=10∙Prж0,43∙PrжPrс0,25=10∙0,6830,43∙0,6830,6880,25=8,47
Средний коэффициент теплоотдачи:
α=Nu∙λd=8,47∙3,58∙10-20,035=8,67 Вт/(м2∙К)
Тогда тепловой поток:
Q=αtвоздух-tстенкаF=αtвоздух-tстенка∙πdl
Q=8,67∙152-100∙3,14∙0,035∙4=198,2 Вт
Ответ: 8,67 Вт/(м2·К); 198,2 Вт.