Воздух со средней температурой tгср протекает по горизонтальной трубе. Расход газа G, внутренний диаметр

Воздух со средней температурой tгср протекает по горизонтальной трубе. Расход газа G, внутренний диаметр трубы d, длина L, а средняя температура стенки tccp. Найти: 1) средний коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке трубы; 2) тепловой поток; 3) во сколько раз изменится коэффициент теплоотдачи, если скорость воздуха увеличить в 2,5 раза; 4) во сколько раз изменится коэффициент теплоотдачи, если уменьшить диаметр трубы в 2 раза при неизменном расходе воздуха? Данные для решения задачи взять из таблицы 1. Исходные данные. Последняя цифра шифра tгср, С G, кг/c Предпослед-няя цифра шифра d,мм L,м tccp. , С 5 300 0,35 2 110 3,5 20

1. Для определения режима движения воздуха вычисляем число Рейнольдса.
Reж=4Gdμж (1)
Reж=40,353,140,1129,710-6 =136474 >104
ж=29,710-6 Пас -динамическая вязкость воздуха при tгср =300 С.
Режим движения –турбулентный.
tгср =300 С- является определяющей температурой.
Средний коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении среды в прямых гладких трубах рассчитывают по формуле М. А. Михеева
Nuж =0,021Reж0,8Pr0,43(Prж/Prc)0,25l
Для двухатомных газов (например воздуха) при постоянных физических свойствах можно использовать формулу ([1] ,(6.19)
Nuж =0,018Reж0,8l
Коэффициент l учитывает влияние начального теплового участка .
Определим отношение L/d.
L/d=3,5/0,11=31,82м
Из приложения ([1], таблица 9) определяем l=1,03.
Nuж = 0,0181364740,81,03=237,77
Определим коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенке трубы
= Nuж ж/d
При температуре tгср =300 С коэффициент теплопроводности воздуха
ж=0,046 Вт/(м К).
=237,770,046/0,11=99,43 Вт/(м 2К).
2

. Определим тепловой поток.
Расчетная формула Q= tF
F-поверхность теплообмена, в данном случае боковая поверхность трубы : F=dL=3,140,113,5=1,21 м2
t- температурный напор
t= tгср – tсср=300-20=280℃
Таким образом, Q=99,432801,21=33656 Вт
3