Термодинамика и теплопередача

213 Решение типовых задач 1. Для отопления помещения используют трубу , по которой протекает горячая вода . Рассчитать конвективный коэффициент теплоотдачи и конвективный тепловой поток от трубы к воздуху в помещении , если наружный диаметр и длина гладкотрубного ре - гистра соответственно равны d н = 0,2 м и l = 5 м . Температура по - верхности трубы t w = 92 ° C, при этом температура воздуха в поме - щении должна составлять t f = 16 ° C. Теплофизические свойства воздуха определить по приложению 9. Решение . Определим величину теплового потока Q ( Вт ), пе - редаваемого от наружной поверхности трубы к воздуху : ( ) α w f Q t t F = − , (II.3.4) где α – коэффициент теплоотдачи при свободном движении возду - ха около трубы , Вт /( м 2 ⋅ К ); F – площадь наружной поверхности трубы , м 2 . Критериальная зависимость для вычисления среднего коэф - фициента теплоотдачи при свободном движении воздуха имеет вид : ( ) Nu GrPr n с = , (II.3.5) где коэффициенты с и n зависят от режима свободного движения воздуха и условий обтекания поверхности и являются функциями Gr · Pr и для горизонтальной трубы определяются по табл . II.3.1; Nu, Gr, Pr – критерии подобия Нуссельта , Грасгофа , Прандтля : н α Nu λ d ⋅ = ; ( ) 3 н 2 β Gr ν w f g t t d ⋅ − ⋅ = , где λ – коэффициент теплопроводности воздуха , Вт /( м ⋅ К ); g – ус - корение свободного падения , g = 9,81 м / с 2 ; β – коэффициент объ - емного расширения воздуха , 1 β 273 , f t = + 1/K; ν – коэффициент ки - нематической вязкости воздуха , м 2 / с .