Конвективный теплообмен

Нахождение α1:
Найдем число Рейнольдса:
Reж=wd1vж=0,45∙46∙10-30,415∙10-6≈5∙104>104-режим течения
устойчивый турбулентный
где, при tж1=70 ℃ →для водыvж=0,415∙10-6 м2с λж=0,668 Втм∙К Prж=2,55 при tс1≈69,84 ℃ → Prс=2,557
поэтому число Нуссельта ищем по формуле:
Nuж=0,021Reж0,8Prж0,43PrжPrс0,25∙εl
где, поправка: ld1=1,8546∙10-3≈40,2<50 → εl=1,02
Nuж=0,021∙5∙1040,82,550,432,552,5570,25∙1,02≈183,87
коэффициент теплоотдачи от воды к внутренней поверхности стенки трубы:
α1=Nuжλжd1=183,87∙0,66846∙10-3≈2670 Втм2∙К
количество теплоты переданной водой:
Q=α1πd1ltж1-tс1=2670∙3,14∙46∙10-3∙1,85∙70-69,84≈
≈111 Джс=111 Вт
нахождение α2:
число Нуссельта в этом случае находим по формуле:
Nuж=0,47Grж0,25=0,47∙9,715∙1050,25≈14,76
где:
критерий Грасгофа:
Grж=βd23g∆tvж2=0,0034∙51∙10-33∙9,81∙49,815,06∙10-62≈9,715∙105
где:
β=1Tж2=1tж2+273=120+273=1293≈0,0034 K-1 d2=d1+2δ=46+2∙2,5=51 мм=51∙10-3 м g=9,81 мс2 ∆t=tс2-tж2=69,8-20=49,8 ℃ vж=15,06∙10-6 м2с-для воздуха при tж2=20 ℃
коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности стенки трубы к воздуху:
α2=Nuжλжd2=14,76∙0,025951∙10-3≈7,5 Втм2∙К
где, для воздуха при tж2=20 ℃ → λж=0,0259 Втм∙К
количество теплоты переданной стенкой к воздуху:
Q=α2πd2ltс2-tж2=7,5∙3,14∙51∙10-3∙1,85∙69,8-20≈
≈111 Джс=111 Вт
коэффициент теплоотдачи от воды к воздуху:
Kт=11α1d1+12λ∙2,3lgd2d1+1α2d2=
=112670∙46∙10-3+12∙384∙2,3lg5146+17,5∙51∙10-3=
=10,0081+0,0003+2,6144=12,6228≈0,381 Втм2∙К
количество переданной теплоты:
Q=Kтπltж1-tж2=0,381∙3,14∙1,85∙70-20=111 Джс=111 Вт