Условие задачи
По горизонтально расположенной стальной трубе со скоростью течет вода, имеющая температуру . Снаружи труба охлаждается окружающим воздухом, температура которого , давление 0,1 МПа. Определить коэффициенты теплоотдачи а1 и а2 соответственно от воды к стенке трубы и от стенки трубы к воздуху; коэффициент теплопередачи и тепловой поток q1 , отнесенный к 1 м длины трубы, если внутренний диаметр трубы равен d1, внешний – d2. Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 1.
Указание. Для определения a2 принять в первом приближении температуру наружной поверхности трубы t2 равной температуре воды.
Таблица 1
Какой режим течения внутри трубы в вашем варианте задачи? Какой режим движения окружающего трубу воздуха? Почему можно при расчете принять равенство температур ?
Указание. При определении коэффициента теплоотдачи использовать табл. 3 приложения.
Табл.3. Физические параметры сухого воздуха при давлении 101,3 кПа
Ответ
Определим при средней температуре tв = 140оС теплофизические свойства воды [табл.]:
= 0,685 Вт/(мК);
= 0,21710-6 м2/с;
Pr = 1,26.
Определим режим течения жидкости в трубе:
Для расчета коэффициента теплоотдачи от стенки трубы к текущему в ней теплоносителю на участке стабилизированного течения предлагается следующее уравнение подобия: