Для отопления помещения размером 3х3х3 метра (см рисунок)

1. Рассчитаем тепловой поток излучением от поверхности одной трубы к стенкам помещения. Принимаем температуру стен равной температуре воздуха в помещении. Учтем, что труба находится внутри помещения и поверхность трубы во много раз меньше поверхности стен.
, Вт
Qл=0,9*5,67*[((80+273)/100)4-((15+273)/100)4]*3.14*0,245*3 =1019 Вт
2. Найдем коэффициент теплоотдачи излучением :
,Вт/(м2∙К)
αл1 = 0,9*5,67*[((80+273)/100)4-((15+273)/100)4]/(80-15) = 6,8 Вт/(м2∙К)
Тепловой поток за счет излучения не зависит от расположения труб.
Для всех четырех труб определяем тепловой поток по формуле:
Qизлуч = Qл*4 = 1019*4 = 4076 Вт
3. Найдем критерий Грасгофа:
,
Для вертикально расположенных труб в качестве определяющего размера принимается длина (высота) вертикально стоящей трубы:
Gr=((1/273)*9,81*(80-15)*33)/(0,000014612)= 2,95*1011
Для горизонтально расположенных труб в качестве определяющего размера принимается наружный диаметр трубы:
Gr=((1/273)*9,81*(80-15)*(20*0,001)3)/(0,00001461)2 = 1,61*108
4 . Найдем число Нуссельта:
Примем величину критерия Прандтля для воздуха Pr=0,711
Для вертикального расположения Gr*Pr = 2,95*1011*0,711 = 2,10*1011
Для горизонтального расположения Gr*Pr = 1,61*108*0,711 = 1,14*108
Произведение Gr*Pr находится в диапазоне от 2*107 до 1*1012. Тогда при турбулентном движении и естественной конвекции число Нуссельта считаем по формуле:
Nu = 0,185*(Gr*Pr)0,33*(Pr/Prст)0,25
При невысоких температурах с достаточной точностью можно принять, что (Pr/Prст)0,25=1
Тогда
Nuверт = 0,185*(2,10*1011)0,33 = 1008,2
Nuгор = 0,185*(1,14*108)0,33 = 84,4
5