Определите тепловые потери с 10 м2 неизолированной плоской стенки длиной 20 м и с

Определите тепловые потери с 10 м2 неизолированной плоской стенки длиной 20 м и с 10 м2 неизолированной трубы диаметром 100 мм, если температура теплоносителя 170 °С , температура воздуха + 20 °С и скорость ветра w=3 м/с (пластина и труба омываются воздухом в продольном направлении). Степень черноты поверхности стенки и трубы принять равной 0,8.

Коэффициент теплоотдачи конвекцией:
αк=10+6w=10+63=20,39Втм2K
Коэффициент теплоотдачи излучением:
αл=εПc0tнар1004-tв1004tнар-tв=0,8∙5,7∙1701004-201004170-20=0,254 Втм2K
где:
εП=0,8- степень черноты системы
c0=5,7Втм2К4- коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела
tнар, tв- температуры наружной поверхности и окружающего воздуха соответственно.
Суммарный коэффициент теплоотдачи:
α=αк+αл=20,39+0,254=20,64 Втм2K
Тепловые потери с неизолированной плоской стенки:
QП=α∙tнар-tв∙H=20,64∙170-20∙10=3,1∙104 Вт
где: H=10 м2- площадь поверхности.
Тепловые потери с неизолированной трубы:
QТР=π∙d∙α∙tнар-tв∙L (*)
где: L- длина трубы
d = 100 мм = 0,1 м – диметр трубы.
Неизвестную длину трубы L находим по известной полной площади трубы S =10 м2:
S=π∙d∙(L+d2)
Отсюда:
L=Sπ∙d-d2=10π∙0,1-0,12=31,78 м
Подставляем найденную длину трубы в уравнение (*) и находим искомую величину тепловых потерь с трубы:
QТР=π∙d∙α∙tнар-tв∙L=π∙0,1∙20,64∙170-20∙31,78=
=3,1∙104 Вт
Ответ: QП=3,1∙104 Вт ; QТР=3,1∙104 Вт