Определить потери теплоты за 1 час с 1 м

Находим по таблицам теплофизические характеристики воздуха при tв = -1ºС:
коэффициент теплопроводности λв =0,0244 Вт/м·К;
коэффициент кинематической вязкости νв =13·10-6 м2/с;
критерий Прандтля Prв = 0,707
Определяем среднюю температуру пограничного слоя
tcp = (45+1)/2 = 23 ºС = 296 K
Находим коэффициент термического расширения воздуха
β = 1/296
Определим значение критерия Грасгофа по формуле:
Gr=gβ∆tl3ν2
где g – ускорение свободного падения;
Δt – температурный капор между средой и стенкой теплоносителя.
Δt = 318-272 = 46˚С
l – определяющий геометрический размер для трубы.
l = D = 0,125 м.
ν = 13·10-6 – кинематическая вязкость (для температуры = -1 0С)
Gr = 9,81/296*46*0,125^3/(13,06E-6)^2 = 17457369,86
Определим произведение коэффициентов:
Gr*Pr = 17457369,86*0,707 = 1,23E+07
Условие соответствует ламинарному и переходному к турбулентному течению воздуха вблизи горизонтальной трубы.
Nu = 0,54(Gr*Pr)^(1/4) = 0,54*(17457369,86*0,707)^0,25 = 32
Находим коэффициент теплоотдачи трубы α
α = Nu*λ/d = 32*0,0244/0,125 = 6,25 Вт/(м^2*К)
Определяем потери теплоты в единицу времени с единицы длины трубы
q = α*π*d*(tст – tв) = 6,25*3,14*0,125*46 =113 Вт/м.
Потери теплоты за 1 час с 1 м . длины составят
q = 113*1*3600 = 406800 Дж
253365158115Задача №4
Определить площадь поверхности нагрева газоводяного рекуперативного теплообменника, работающего по противоточной схеме. Греющий теплоноситель – дымовые газы с начальной температурой tг΄ и конечной tг˝. Расход воды через теплообменник – Gв , начальная температура воды – tв΄, конечная - tв˝. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке трубы – αг и от стенки трубы к воде αв. Теплообменник выполнен из стальных труб с внутренним диаметром d =70 мм и толщиной стенки δ = 2мм. Коэффициент теплопроводности стали λ = 62 Вт/(м·К). Стенку считать чистой с обеих сторон.
Определить также поверхности теплообмена при выполнении теплообменника по прямоточной схеме и при сохранении остальных параметров неизменными.
Для обеих схем движения теплоносителя (противоточной и прямоточной) показать без расчёта графики изменения температур теплоносителей вдоль поверхности теплообмена