Горизонтально расположенный неизолированный электропровод диаметром d и длиной l

1. Решаем задачу для неподвижного воздуха.
Вычисляем определяющую температуру по формуле:
tср=0,5×tw+t1=0,5×50+18=34 °C
Для определяющей температуры из справочной таблицы выписываем следующие параметры воздуха:
- удельный объем v=1,134м3кг;
- удельная теплоемкость при постоянном давлении сp=1,005кДжкг×°С;
- удельная теплопроводность λ=0,028Втм×°С;
- кинематическая вязкость ν=16,68×10-6м2с;
- число Прандтля Pr=0,70.
Определяем температурный коэффициент объемного расширения воздуха по формуле:
β=1273+t1=1273+18=0,0034 К-1
Определяем число Грасгофа по формуле:
Gr=β×g×d×tw-t1ν2=0,0034×9,81×0,0025×50-1816,68×10-62=9590600,9
Вычисляем произведение:
Gr×Pr=9590600,9×0,70 =6713410,63
В зависимости от полученного результата по справочной таблице выбираем:
- коэффициент С=0,54;
- показатель степени n=0,25.
Определяем число Нусслельта по формуле:
Nu=C×Gr×Prn = 0,54×6713410,630,25=27,49
Определяем коэффициент теплоотдачи по формуле:
α=Nu×λd=27,49×0,0280,0025=307,89Втм2×˚С
Определяем тепловой поток по формуле:
Q=α×tw-t1×π×d×l=307,89×50-18×3,14×0,0025×10=1082,4 Вт
Определяем допустимый ток по формуле:
I=QR=1082,40,24=67,15 А
где R=4×ρ×lπ×d2=4×1,2×10-7 ×103,14×0,00252=0,24 Ом - сопротивление.
2 . Решаем задачу для подвижного воздуха.
Определяем число Рейнольдса по формуле:
Re=w×dν=1,8×0,002514,68×10-6=306,54
где ν=14,68×10-6м2с - кинематическая вязкость воздуха при t1=18 °C.
Полученный результат больше критического значения, равного 100