Задача 1-5-3-36

Рассчитать значения средних коэффициентов теплоотдачи α̅ = [Вт/(м² × К)] от воздушного потока к внешней поверхности поперечно обтекаемых труб, расположенных в шахматном порядке. Сравнить значения коэффициентов теплоотдачи, полученные по различным формулам.

а) По формуле:

Nu_ж = 0,41Re_ж^0,6 Зr^0,33 ε_s, (1) где ε_s = (s₁/s₂)^1/6 при s₁/s₂ < 2; ε_s = 1,12 при s₁/s₂ > 2.

Определяющий размер — диаметр трубы, определяющая температура — температура невозмущенного набегающего потока, характерная скорость — средняя скорость в самом узком сечении трубного пучка.

б) По формуле:

Nu = 0,35 Re^0,57 Pr^0,31 ε, (2) где ε = 1 + 0,1 (s₁/d) + 0,34(s₂/d).

в) По формуле:

Νu₀ = (1,878 + 0,256 Re₀^0,36)² (s₁/d) [(s₁/d) – (π/4)]. (3)

В отличие от формул (1) и (2) в последней формуле в качестве характерной скорости принята скорость набегающего потока. В формулах (2), (3) физические свойства среды отнесены к средней температуре 0,5 (T_ж + T_ст).

Диаметр труб равен 100 мм, поперечный и продольный шаги трубного пучка s₁ = 250 мм и s₂ = 300 мм соответственно. Средняя скорость воздуха в узком сечении пучка равна 5 м/с. Средняя температура воздуха t_ж = 350 ℃, а средняя температура внешней поверхности труб t_ст = 250 ℃.