Горизонтальная труба длиной L, м и наружным диаметром d, м расположена в помещении, температура

Горизонтальная труба длиной L, м и наружным диаметром d, м расположена в помещении, температура воздуха в котором tв, °С. Средняя температура поверхности трубы tс, °С. Определите величину коэффициента теплоотдачи от трубы к воздуху, а также тепловой поток, теряемый трубой. Исходные данные приведены в таблице 8.6. Таблица 8.6 Последняя цифра шифра Предпоследняя цифра шифра 6 50 150 8 0,13 9 Ответить на вопросы к задаче №5. 1. Дайте определение свободной конвекции. 2. Что такое определяющие и определяемые числа подобия, уравнение подобия? 3. Каков физический смысл коэффициента теплоотдачи, от чего он зависит?

Зависимость для вычисления среднего коэффициента теплоотдачи при свободном движении жидкости имеет вид:
(1)
где постоянные и зависят от режима свободного движения и условий обтекания поверхности.
Средняя температура воздуха:
(2)
tm  50  1502  100,0°C
Определяем по справочным данным теплофизические свойства воздуха при температуре 100,0:
- коэффициент кинематической вязкости 23,13;
- число Прандтля 0,688;
- коэффициент теплопроводности 0,0321.
Коэффициент объемного расширения воздуха:
(3)
β  1273  100,0  0,00268К 1
Вычисляем значение комплекса:
(4)
GrPr  9,81∙0,00268∙150  50∙0,13323,13∙10-620,688∙107  0,7∙107
Так как 103 GrPr  108, то эмпирические коэффициенты принимают следующие значения C  0,5, n  0,25, ε  1:
0,5∙0,7∙1070,25∙1  25,7
Коэффициент теплоотдачи от трубы к воздуху:
(5)
25,7∙0,03210,130  6
Тепловой поток, теряемый трубой:
(6)
где - площадь поверхности теплообмена, ;
(7)
Подставляя выражение (7) в выражение (6), получаем
(8)
6∙3,14∙0,130∙9∙150 50  2204Вт
1

. Дайте определение свободной конвекции.
Свободное движение, или свободная конвекция, - это движение жидкости в системе под действием неоднородного поля внешних массовых сил, приложенных к частицам жидкости внутри системы. Такими силами могут быть силы гравитационного, магнитного, электрического или инерционного поля. На практике свободная конвекция часто возникает из-за разности плотностей холодных и нагретых частей жидкости, находящихся в поле гравитационных сил, в этом случае ее называют гравитационной свободной конвекцией.
2