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=210 °С, м2/с.
Gr=gβΔtd3ν2=9,81∙1(210+273)∙(250-210)∙0,0503(36,0∙10-6)2=78358.
Критерий Прандтля для воздуха при заданной температуре определяется по приложениям Prв=0,6794.
Тогда
Nu=0,5∙Grв∙Prв0,25=0,5∙78358∙0,67940,25=7,59.
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=7,59∙0,03998 0,050=6,09Втм2∙К.
Тепловой поток:
Q=απd Ltc-tв∙τ= 6,09∙3,14∙0,050∙1∙250-210∙3600=
=137,68 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