1.3.3Задача № 5. Определение коэффициента теплоотдачи по критерию Нуссельта.

При естественной конвекции металлического расплава вдоль вертикальной стенки в неограниченном объеме для процесса теплоотдачи справедливо выражение:

где Nu – критерии Нуссельта; ;

Gr – критерий Грасгофа; ;

Pr – критерий Прандтля; ;

c, n – постоянные величины; для затвердевающей металлической отливки можно принять c = 0,135 n = 1/3.

В выражениях безразмерных комплексов подобия значения входящих величин следующее:  - коэффициент теплоотдачи от жидкого металла к твердому , Вт/м²К; l – характерный размер отливки, м;  - коэффициент теплопроводности жидкого металла, Вт/мК; g – ускорение силы тяжести, м/с²;  - кинематическая вязкость, м²/с; t = изменение плотности стали при нагреве ее на t град.; _t – плотность металла при более высокой температуре кг/м³; ₀ – тоже при более низкой температуре кг/м³; a – коэффициент температуропроводности жидкой стали, м²/с.

В задаче необходимо вычислить коэффициент теплоотдачи от жидкого к вертикальной стенке затвердевшего твердого металла.

Таблица 3.3. Многовариантные задания к задаче № 5 по вычислению коэффициента теплоотдачи  в затвердевающей отливке.

Вариант
1	2	3	4	5	6
1	0,15	26,5	4010^-4	8010^-3	0,110
2	0,20	32,5	4210^-4	7610^-3	0,105
3	0,25	27,0	4410^-4	7210^-3	0,100
4	0,30	29,0	4610^-4	6810^-3	0,095
5	0,35	26,5	4810^-4	6410^-3	0,090
6	0,40	27,0	5010^-4	6010^-3	0,085
7	0,45	27,5	5210^-4	5610^-3	0,080
8	0,50	28,0	5410^-4	5210^-3	0,075
9	0,55	28,5	5610^-4	4810^-3	0,070
10	0,60	29,0	5810^-4	4410^-3	0,065
11	0,65	29,5	6010^-4	4010^-3	0,060
12	0,70	30,0	4110^-4	6810^-3	0,055
13	0,75	30,5	4310^-4	6410^-3	0,050
14	0,80	31,0	4510^-4	6010^-3	0,045
15	0,85	31,5	4710^-4	5610^-3	0,110
16	0,90	32,0	4910^-4	5210^-3	0,105
17	0,95	32,5	5110^-4	4810^-3	0,100
18	1,00	26,5	5310^-4	4410^-3	0,095
1	2	3	4	5	6
19	1,10	27,0	5510^-4	4010^-3	0,090
20	1,20	27,5	5710^-4	8010^-3	0,085
21	1,30	28,0	5910^-4	7610^-3	0,080
22	1,40	28,5	4010^-4	7210^-3	0,075
23	1,50	29,0	4410^-4	6810^-3	0,070
24	1,60	29,5	4810^-4	6410^-3	0,065
25	1,70	30,0	5210^-4	6210^-3	0,060
26	1,80	30,5	5610^-4	5810^-3	0,055
27	1,90	31,0	6010^-4	5410^-3	0,100
28	2,00	31,5	5010^-4	5210^-3	0,080
29	2,10	26,5	5510^-4	4810^-3	0,070
30	2,20	28,5	6010^-4	4410^-3	0,060