Определение теплового потока от воды к воздуху помещения с учетом излучения от наружной поверхности труб

Задача 3.4.

Задание: в большом помещении расположены две горизонтальные стальные трубы, внутренним диаметром , толщиной  и длиной 8,5  каждая. По одной трубе течёт вода со средней температурой , по второй вода возвращается со средней температурой . Скорость воды в трубах . Температуру стен помещения принять равной температуре воздуха по условию задачи 3.3.

Определить тепловой поток от воды к воздуху помещения с учётом излучения от наружной поверхности труб. Определить возможность обеспечения температурного режима наличие неплотностей в виде щелей длиной 6  и шириной  . Скорость поступления холодного воздуха в помещение принять равной  из задачи 3.3.

,	60
,	5
,	50
,	70
,	1,5
,	8,5
,	16
,	677,373

Решение:

Первая труба:

Для определения коэффициента теплоотдачи от воды к стенке воспользуемся формулой Михеева,

Найдём число Рейнольдса

При  имеем

          ()

 ()

Число Прандтля

Коэффициент теплоотдачи от горизонтальной трубы при свободной конвекции применительно к воздуху может быть определён из следующей формулы

Определяющая температура  для пограничного слоя,

Найдём число Гросгофа

Определить коэффициенты теплоотдачи , ,

Найдём коэффициент теплоотдачи излучением ,

Вычислим линейный коэффициент теплоотдачи ,

Найдём тепловой поток для первой трубы ,

Вторая труба:

Найдём число Рейнольдса

Число Прандтля

Найдем число Нюссельта,

Определяющая температура  для пограничного слоя,

Найдём число Гросгофа

Определить коэффициенты теплоотдачи , ,

Найдём коэффициент теплоотдачи излучением ,

Вычислим линейный коэффициент теплоотдачи ,

Найдём тепловой поток для второй трубы ,

Найдём тепловые потери для обеих труб ,

Проверим соблюдение заданного режима

,

где  - тепловые потери через стенку

Изменение температуры найдём из уравнения теплового баланса,

,

где ,  - массовая плотность и средняя удельная массовая изобарная теплоёмкость воздуха в помещении

 - объём помещения, принятый

 - изменение температуры в помещении.

Вычислим поступление воздуха через неплотности ,

Дополнительные тепловые потери,

Сравним:

     >       из 3.3.

1199,5     >   35,1 + 655,3

                                                        1199,5      >    690,5

Данное помещение выгодно отапливать при этих условиях задачи.