Определить потери теплоты в единицу времени с 1 м

Тепловой поток формируется за счет двух механизмов теплообмена – естественной конвекции и излучения.
Конвективный тепловой поток определяется выражением:
qк=παкtн-tв (1)
где αк – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2∙К);
Определим коэффициент теплоотдачи по формуле:
αк=λ·Nud (2)
где λ − Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К);
Nu − число Нуссельта.
Для расчета коэффициента теплоотдачи (2) в условиях естественной конвекции в соответствии с рекомендациями, приведенными в методическом руководстве к настоящей контрольной работе, будем использовать зависимость определения критерия Нуссельта вида:
Nu=С∙[Gr∙Prm]nPrmPrc0,25 (3)
Gr – число Грасгоффа;
Prm – число Прандтля при температуре среды – tв ;
Prс – число Прандтля при температуре стенки – tс.
Коэффициенты С и n выбираются из Таблицы 1.
Число Грасгоффа определяется по формуле:
Gr=βgl3tн-tν2 (4)
где β − коэффициент объемного расширения воздуха, 1/К;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
l – определяющий (характерный) размер, м;
ν − кинематическая вязкость, м2/с.
Выписываем из Приложения 2 (стр . 12 Методического руководства) физические постоянные воздуха при средней температуре пограничного слоя:
tm=0,5tв+tс
tm = 0,5( 130 + 25 ) = 77,5 ˚C
Кинематическая вязкость:
ν = 20,88 ·10-6 м2/с
Теплопроводность:
λ = 3,03 ·10-2 Вт/ (м·К)
Число Прандтля для воздуха, соответствующее температуре среды:
Prm = 0,693
Число Прандтля для воздуха, соответствующее температуре стенки:
Prс = 0,685
Коэффициент объемного расширения:
β=1tm+273
β = 1 = 3,36 ·10-3 К -1
298 + 273
Вычисляем число Грасгоффа по (4):
Gr = 3,36 ·10-3·9,81· 0,27 3·( 130 – 25 ) = 15,61 ·107
( 20,88 ·10-6)2
Таблица 1