Расчет конвективного теплообмена

По таблице для воды при температуре воды tв,°С определяем ее теплофизические свойства: теплопроводность λв, Вт/(м*К), кинематическая вязкость υв, м²/c и число Прандтля Prв.

Режим течения воды определяется по числу Рейнольдса Reв

Reв=ωв*d1/ υв

При Reв>10^4 применяется формула для турбулентного режима, по которой определяется среднее значение числа Нуссельта

Nuв=0,021*Reв* Prв.

Коэффициент теплоотдачи от воды к стенке трубы α1, Вт/(м²*К) определяется из выражения

α1= Nuв* λв/d1

По таблице для воздуха при температуре воздуха tвозд,°С определяем его теплофизические свойства: теплопроводность λвозд, Вт/(м*К),, кинематическая вязкость υвозд, м²/c и число Прандтля Prвозд.

Температурный коэффициент объемного расширения воздуха βвозд,К‾¹ определяется из выражения

Βвозд=(tвозд+273,15)^-6.

Число Грасгофа Grвозд, по которому устанавливается влияние свободной конвекции на интенсивность теплоотдачи

Grвозд= βвозд*g*(tв-tвозд)*d³2/ υ²возд

ПриGrвозд* Prвозд>2*10^7 рекомендуемая формула для определения числа Нуссельта имеет вид

Nuвозд=0,135( Grвозд* Prвозд)^0,33.

Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху α2, Вт/(м²*К) определяется из выражения

α2= Nuвозд* λвозд/d2

Линейный коэффициент теплопередачи Kl, Вт/(м*К), определяется из выражения

Kl=(1/πd1α1+(1/2πλ)*lnd2/d1 + 1/ πd2α2)^-1

Линейная плотность теплового потока ql, Вт/м определяется из выражения

ql = Kl(tв-tвозд).