По стальной горизонтальной трубе внутренним диаметром d1 наружным диаметром d2 с коэффициентом теплопроводности =

По стальной горизонтальной трубе внутренним диаметром d1 наружным диаметром d2 с коэффициентом теплопроводности = 45 Вт /м К, с асбестовой изоляцией толщиной из= 40 мм и коэффициентом теплопроводности из = 0,116 Вт/мК, погруженной в воздух с температурой t1 протекает воздух со средней температурой t2 и скоростью . Определить тепловой поток, отнесенный к одному метру длины трубы. Дано: t1 = 40 С t2 = 18 С d1 = 120 мм d2 = 130 мм = 40 мм = 12,5 м/с = 45 Вт /м К из = 0,116 Вт/м К 1 = 0,0276 Вт/м К 2 = 0,0257 Вт/м К

Удельный тепловой поток, отнесенный к одному метру длины изолированной трубы, определяется по формуле
q1= πlKt1-t2
Коэффициент теплопередачи через цилиндрическую стенку определяется по формуле
K= 11α1d1+12λlnd2d1+12λизlnd3d2+1α2d3
Коэффициент теплоотдачи от воздуха к внутренней стенке трубы 1 определяется по формуле
α1= Nu*λ1d1
Критерий Нуссельта определяется из критериальной зависимости
Nu=0.021*Re0.8*Pr0.43
Критерий Прандтля воздуха
Pr1 = 0,699
Pr2 = 0,701
Кинематическая вязкость воздуха
1 = 16,99*10-6 м2/с
2 = 14,88*10-6 м2/с
Критерий Рейнольдса
Re1 = ωd1ν1= 12.5*0.1216.96*10-6=88443
Тогда
Nu1 = 0.021*(88443)0.8*0.6990.43 = 163,17
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны трубы
α1= Nu*λ1d1= 163.17*0,02760,12=34.94Втм2К
Аналогично определяем коэффициент теплоотдачи с наружной стороны трубы
Re1 = ωd3ν2= 12.5*0.2114.88*10-6=176411
Nu2 = 0.021*(176411)0.8*0.7010.43 = 283.8
α2= Nu2*λ2d3= 283.8*0,02570,21=34,73Втм2К
Коэффициент теплопередачи
K= 1134,94*0,12+12*45*ln0,130,12+12*0,116*ln0,210,13+134,73*0,21=0,409Втм2К
Удельный тепловой поток через стенку
q1= πlKt1-t2= 3,14*1,0*0,409*40-18=28,27Втм
Ответ: q1=28,27Втм