5. Пример расчета

Таблица 4

Исходные опытные данные

Обозначения	СИ	Номер опыта			Среднее значение
		1	2	3
t1	C	39,6	40	39,7	39,8
t2	C	39,3	39,7	39,5	39,5
t3	C	39,6	39,6	39,4	39,5
t4	C	39,6	39,5	39,3	39,45
t5	C	38,8	38,8	38,6	38,7
t6	C	38,2	38,0	38,0	38,1
t7	C	38,5	38,3	38,0	38,3
t8	C	21,4	21,6	21,9	21,6
Δ	сек	60	60	60	60
V1	м3	2,541	2,548	2,552	2,547
V2	м3	2,544	2,550	2,554	2,549

По формуле (39) определим расход:

G = ΔV/Δτ = (V₂ – V₁)/Δτ.

G = (2,549 – 2,547)/60 = 3,33·10^-5 м³/с.

Ход расчёта гладкой трубы.

1. Определим тепловой поток , Вт, передаваемый от воды к стенке трубы по формуле (40):

,

Вт,

где Дж/(м³·К),

°С.

2. Коэффициент теплопередачи , Вт/(м·К), на 1 м длины гладкой трубы определим по формуле (42):

.

Вт/(м·К).

3. По формуле (43) определим среднюю скорость движения теплоносителя w, м/с, в гладкой трубе:

,

м/с,

где м².

4. Определим режим движения жидкости по формуле (24):

,

где м²/с определяется по таблице 1П при °С.

5. Для выбора расчетной формулы при Re < 10 000 необходимо рассчитать критерий по формуле (23):

,

,

где К^-1 определяется по таблице 1П при °С.

Число Pr_ж1 = 5,36 (таблица 1П).

6. Определим произведение (Gr·Pr)_ж1:

(Gr·Pr)_ж1 = 18416·5,36 = 9,87·10⁵.

7. Так как (Gr·Pr)_ж1< 8·10⁵ и 3500 < Re < 10000, то число рассчитывается по формуле:

,

где μ_ж1 – динамический коэффициент вязкости воды, Па·с, при температуре °С; μ_ст – динамический коэффициент вязкости воды, Па·с, при °С (определяются по таблице 1П).

.

Коэффициент теплоотдачи α₁ по формуле (25):

,

Вт/(м²К),

где 0,619 Вт/(м·К) определяется по таблице 1П при °С.

8. Рассчитаем критерий по формуле (23):

,

где К^-1; м²/c определяются по таблице 2П при °С. За определяющий размер принимается внешний диаметр гладкой трубы = 0,015 м.

9. Определим произведение (Gr·Pr)_ж2:

(Gr·Pr)_ж1 = 8102·0,703 = 5,7·10³,

где Pr_ж2 = 0,703 определяются при температуре воздуха °С по таблице 2П.

Рассчитаем значение критерия Нуссельта Nu_ж2 по формуле (28):

, ,

,

где определяются при температуре воздуха °С по таблице 2П.

10. Определим значение коэффициента теплоотдачи от внешней стенки гладкой трубы к воздуху по формуле (29):

,

Вт/(м²К), (

где Вт/(м·К) определяется по таблице 2П при °С.

11. Рассчитаем коэффициент теплопередачи для гладкой трубы по формуле (30):

,

Вт/(м·К).

12. Рассчитаем относительную погрешность определения коэффициента теплопередачи , %:

,

.

13. Записать полученные значения в таблицу 5.