Задание 3 с пояснениями

Задание 3.

Задача 1.

Определить коэффициент теплоотдачи при течении воды в горизонтальной трубе диаметром d=0,01м длиной L=7м, если расход воды V=10л/мин, температура воды . Температура стенки . Параметры воды при : , ,

РЕШЕНИЕ.

При решении задачи руководствуемся формулами из учебника .

1. Найдем число Рейнольдса (здесь подстрочные индексы означают, что число Рейнольдса рассчитано для температуры воды и характерного размера – диаметра трубы):

,

где - средняя скорость воды в трубе:

Окончательно получим:

Полученное число Рейнольдса больше , следовательно: течение в трубе – развитое турбулентное

Как видно, для расчета теплообменах в трубах нужно брать среднюю температуру потока!

2. Для гладких труб при турбулентном течении число Нуссельта рассчитывается по формуле:

Указанная формула верна для труб с соотношением:

В нашем случае:

таким образом, формула применима.

Число Прандтля для температуры стенки находим по таблице . Окончательно получим:

3. Коэффициент теплоотдачи равен:

Ответ: коэффициент теплоотдачи равен 4) 9065 Вт/(м2•К).

Задача 2.

Определить переданное количество теплоты при течении воды вдоль плоской платины шириной 0,1 м и длиной L= 0,2 м, если скорость воды w=0,1 м/с, температура воды . Температур поверхности пластины .

Параметры воды при : , ,

РЕШЕНИЕ

1. Найдем число Рейнольдса (здесь подстрочные индексы означают, что число Рейнольдса рассчитано для температуры воды и характерного размера – длины пластины):

2. Для чисел Рейнольдса Re< рекомендуется следующая формула

Число Прандтля для температуры стенки находим по таблице . Окончательно получим:

3. Коэффициент теплоотдачи равен:

4. Количество переданной теплоты (мощность теплового потока) рассчитывается по формуле:

Ответ: количество переданной теплоты (мощность теплового потока) равно 2) 410 Вт.