Наружная поверхность горизонтальной стальной трубы

При свободной конвекции определяющими критериями являются критерий Прандтля и критерий Грасгофа.
Gr=gβΔtd3ν2,
где g- ускорения свободного падения, 9,81 м/с2; β-температурный коэффициент объемного расширения, β=1/Тв, К-1; Δt- расчетный температурный напор, °С; ν- кинематическая вязкость воды при температуре tж=20 °С, м2/с.
Gr=gβΔtd3ν2=9,81∙1(20+273)∙(100-20)∙0,0503(1,006∙10-6)2=330,83∙106.
Критерий Прандтля для воды при заданной температуре определяется по справочнику Prв=7,02.
Для горизонтальных труб
Nu=0,5∙Grв∙Prв0,25PrPrст0,25=
=0,5∙330,83∙106∙7,020,257,021,750,25=155,3,
где Pr- критерий Прандтля для воды при температуре tж=20 ℃, Prст- критерий Прандтля для воды при температуре tст=100 ℃;
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху ищем по формуле:
α=λ·Nud
где λ − коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) воды при температуре tж=20 ℃
α=59,9∙10-2∙155,3 0,050=1860,5Втм2∙К.
Количество тепла, передаваемое от трубы к жидкости:
Q=απd ltст-tж= 1860,5∙3,14∙0,050∙1,5∙100-20=
=350,52 кВт .