Определить потери теплоты за 1 час с 1м длины горизонтальной 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 воздуха при температуре tв=330 °С, м2/с.
Gr=gβΔtd3ν2=9,81∙1(330+273)∙(370-330)∙0,1203(52,61∙10-6)2=21,37∙106.
Критерий Прандтля для воздуха при заданной температуре определяется по приложениям Prв=0,675.
Тогда
Nu=0,5∙Grв∙Prв0,25=0,5∙21,37∙106∙0,6750,25=30,81.
Коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху ищем по формуле:
α=λ·Nud
где λ − коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К), определяется по приложениям при температуре воздуха.
α=30,81∙0,04786 0,120=12,288Втм2∙К.
Тепловой поток:
Q=απd Ltc-tв∙τ= 12,288∙3,14∙0,120∙1∙370-330∙3600=
=666,74 кДж/ч.
При исследовании систем конвективного теплообмена в уравнениях подобия определяемым является критерий Нуссельта (Nu), а определяющими критериями – критерий Грасгофа (Gr), критерий Рейнольдса (Re) и критерий Прандтля (Pr) .
Критерий Нуссельта представляет собой безразмерный коэффициент теплоотдачи:

где l - характерный размер, м; - коэффициент теплоотдачи, ; - коэффициент теплопроводности жидкоподвижной среды, .
Критерий Рейнольдса выражает отношение сил инерции потока к силам вязкого трения:

где – характерная скорость, м/с; l – характерный размер, м; – кинематический коэффицент вязкости текучей среды, м2/с.
При малых числах Re преобладают силы вязкости и режим течения жидкости ламинарный