Помогите решить задачу по Теплофизике!!!! ПЛИЗ!!!

[[Z]]

Народ, помогите пожалуиста с задачей..По стальной трубе 30*3 длиной 12м течет вода со скоростью 0,1 м/с и средней температурой 90 градусов Цельсия. Труба изолирована асбестовым картоном толщиной 10мм. Окружающий воздух имеет температуру 10 градусов Цельсия. Коэффициент теплоотдачи к нему 6 Вт/(м^2*К). На сколько кельвинов остынет вода? Насколько кельвинов она остынет если снять изоляцию? Обьясните результат....Плиииз!!! Помогите!!!! Не могу найти Коэффициент теплоотдачи от воды к стальной трубе...преподавательн говорит, я могу его расчитать, потому что знаю скорость воды...но такую формулу я не нахожу

[Developer]

У стали коэффициент теплопроводности 74,4 Вт/(м град.), у воды 0,648 (при 50°С) и 0,683 (при 100°С) Вт/(м град.).
Количество теплоты, переданное слоем вещества толщины $\Delta l$ с площадью S при поддержании на его плоскостях разности температур $\Delta T$ за время t: $Q = \lambda \frac {\Delta T}{\Delta l} St$, здесь $\lambda$ - теплопроводность вещества.

[Zai]

Вода у Вас равномерно охлаждается по мере движения. Если принять линейное изменение от 90 до Tx то средняя температура будет среднее арифметическое. Общая площадь боковой поверхности при R=0.15 м и L=12 м
$S=2 \pi RL=0.8478 m^2
Поток тепла изнутри во внешнюю среду будет равен, как указывалось в предыдущем сообщении:
Q=S h_1 (\frac {90+T_x} 2-10)
$h_1 =6 \frac {Vt} {m^2K}
Массовый расход воды равен
q=\rho \pi R^2 V=7.065 \frac {kg} {sec}
Согласно общему баллансу энергии, входящий поток энергии равен уносимой из трубы энергиии плюс энергия которая уходимт через стенку
$90Cq=T_xCq+Q
$C=4333 \frac {djoule} {kg K} - массовая теплоемкость воды.
Откуда получаем Tx=89.9866 C.
Если изоляция отсутствует, то тепловое сопротивление определется теплопроводностью стали

$h_2 = \frac {\lambda_{steel}} {\delta} =\frac {74.4} {0.03} \frac {Vt} {m^2K}=2480 \frac {Vt} {m^2K}
Откуда получаем Tx=84.6823959 C.

[alexrey036]

[Z] писал(а):

Не могу найти Коэффициент теплоотдачи от воды к стальной трубе...преподаватель говорит, я могу его расчитать, потому что знаю скорость воды...но такую формулу я не нахожу

Коэффициент теплоотдачи от воды к трубе зависит от гидродинамического режима течения воды.
Т.е. Вам нужно посчитать критерий Нуссельта (из него уже получить коэффициент теплоотдачи), исходя из критерия Рейнольдса и Прандтля. Рекомендую заглянуть в книгу Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Там такого типа задачи подробно рассмотрены.

[Zai] писал(а):

Если изоляция отсутствует, то тепловое сопротивление определется теплопроводностью стали.

Так было бы, например, в случае течения ртути в пластиковой трубе, а в нашем случае тепловое сопротивление, скорее всего, будет определятся коэффициентом теплоотдачи вода-стенка трубы.