Рассчитайте количество тепла отдаваемого внутренней стенкой одиночной трубы потоку воды при двух разных расходах

(при G1 = 2.2 кг/с)
Внутренний диаметр трубы:
d=dн-2δ=73-2*2=69 мм
Площадь поперечного сечения трубы:
S=πd24=3.14*0.06924=0,0037 м2
Объемный расход воды:
V=Gρ=2.2998,2=0,0022 м3/с
Средняя скорость воды в трубе:
ω=VS=0.00220.0037=0.59 м/с
Критерий Рейнольдса:
Re=ρωdμ=998.2*0.59*0.0691004*10-6=40 474.8
Режим течения турбулентный (Re>10000).
Значение поправочного коэффициента εl найдем по таблице 13. (Соотношение l/d=3.5/0.069=50.7)
εl=1
Критерий Прандтля для воды при средней ее температуре 20 °С по таблице 17:
Pr=7.02
Критерий Прандтля для воды при средней температуре стенки 90 °С по таблице 18:
Pr=1,95
Критерий Нуссельта (формула 8,14, т.к . движение турбулентное)
Nu=0.021εlRe0.8Prж0,43PrжPrст0.25=0,021*1*40474,80,8*7,020,437,021,950.25=324,3
Коэффициент теплоотдачи определим по формуле:
α=Nuλd=324.3*0.5990.069=2815,3 Вт/м2К
Поверхность теплоотдачи составит:
F=πdl=3.14*0.069*3.5=0,7583 м2
Количество тепла, передаваемого от внутренней стенки к трубе:
Q=αFtст-tж=2815,3*0,7583*90-20=149 438,9 Вт=149,4 кВт
Решение (при G1 = 4,5 кг/с)
Внутренний диаметр трубы:
d=dн-2δ=73-2*2=69 мм
Площадь поперечного сечения трубы:
S=πd24=3.14*0.06924=0,0037 м2
Объемный расход воды:
V=Gρ=4,5998,2=0,0045 м3/с
Средняя скорость воды в трубе:
ω=VS=0.00450.0037=1,22 м/с
Критерий Рейнольдса:
Re=ρωdμ=998.2*1,22*0.0691004*10-6=83 693,7
Режим течения турбулентный (Re>10000).
Значение поправочного коэффициента εl найдем по таблице 13