Определить тепловой поток характеризующий конвективную теплоотдачу к струе жидкости

1.Определяем вид теплообмена – вынужденный конвективный при движении жидкости в канале сечением (axb).
2.Гидравлический диаметр канала:
,
где f - площадь поперечного живого сечения канала, м2;
- смоченный периметр канала, м.
3.Определяем теплофизические характеристики воды при tж = 100С:
-коэффициент теплопроводности λ = 0,574 Вт/(м*К);
-коэффициент кинематической вязкости ν = 1,306*10-6 м2/с;
-критерий Прандтля Prж = 9,52;
-критерий Прандтля при tст = 150С Prc = 8,27.
4.Определяем критерий Рейнольдса:
Re = w*d/ν = 2,8*0,08/(1,306*10-6) = 171516
5.Критериальное уравнение для определения критерия Нуссельта:
Так как Re > 104, режим течения жидкости – турбулентный и уравнение при вынужденном течении жидкости в трубе имеет вид:
Nu = 0,021 Re0,8 Pr0,43 (Рrж/Рrс)0,25 εl
Поправка на начальный участок:
εl=1+2l/d,
где l – длина трубы,
εl=1+23/0,08=1,05.
Nu = 0,021*1715160,8*9,520,43 (9,52/8,27)0,25*1,05 = 933.
6.Коэффициент теплоотдачи:
α = Nu*λ/d = 933*0,574/0,08 = 6694 Вт/(м2*К).
6.Тепловой поток:
Q = α*(tж – tст)*π*d*l = 6694*(15 – 10)*3,14*0,08*3 = 25223 Вт.