Определить потери теплоты за 1 час с 1 м длины горизонтальной трубы, охлаждаемой свободным

Определить потери теплоты за 1 час с 1 м длины горизонтальной трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известно наружный диаметр d=30 мм трубы, температура стенки трубы tст=280 ˚С и температура воздуха tв=240 ˚С в помещении. Какими основными безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплоотдача и каков физический смысл этих чисел подобия?

Определим значение критерия Грасгофа по формуле:
Gr=g×β×Δt×l3γв2=9,81×1513×40×0,03338,66×10-62=13818,21
Определим критерий Прандтля:
Pr=γв×ρв×cвλв=38,66×10-6×1,293×1,290,401=1,6×10-4
Определим произведение коэффициентов:
Gr× Pr=13818,21×1,6×10-4=2,21
Условие соответствует ламинарному движению по горизонтальной трубе.
По табличным данным определяем коэффициенты к уравнению:
А=0,5; m=0,25
По уравнению (критерий Нуссельта):
Nu=0,5×Gr× Pr0,25×PrвPrв с0,25=0,5×2,210,25×1,020,25=0,61
Определяем:
Nu=α×lλв
α=Nu×λвl=0,61×0,4010,03=8,15Втм2×К
Количество теплоты:
Q=α×F×Δt=α×l×π×d×Δt=8,15×1×3,14×0,03×40=30,71 Дж
За 1 час потери теплоты составят:
Q=30,71×3600=110556Джч
Контрольный вопрос