Определить коэффициент конвективного теплообмена и плотность теплового потока при движении воздуха со скоростью WB0 = 5 м/с при нормальных условиях и температуре tB = 260°С по каналу

Определим режим течения среды, рассчитав число Рейнольдса, для чего найдем действительную скорость воздуха в канале:
WBt = WB0*(1 + β*tB) = 5*(1 + 260/273) = 9,76 м/с.
Определяем для воздуха при tB = 260°С:
-коэффициент теплопроводности λBt = 0,043Вт/(м*К);
-коэффициент кинематической вязкости νBt = 43,26*10-6 м2/с;
-критерий Прандтля PrB = 0,68;
-критерий Прандтля при tCT = 1000°С PrCT = 0,72.
Re = WBt*L/νBt = 9,76*1,3/(43,26*10-6) = 293296.
Значение числа Рейнольдса подтверждает, что в данном случае режим
течения воздуха - развитый турбулентный.
Найдем число Нуссельта:
Nu = 0,021*Re0,8*PrB0,43*(PrB/PrCT)0,25 = 0,021*2932960,8*0,680,43*(0,68/0,72)0,25;
Nu = 415.
При определяющем размере канала L = 1,3 м и коэффициенте теплопроводности воздуха при температуре 260°С λB = 0,043 Вт/(м*К) определим коэффициент конвективного теплообмена в данной системе:
α = Nu* λB/L = 415*0,043/1,3 = 13,73 Вт/(м2*К).
Плотность конвективного теплового потока, передаваемого стенкой воздуху:
qK = α*(tCT – tB) = 13,73*(1000 – 260) = 10160 Вт/м2.