продукт
Главная >> Применение >> Типовые примеры >>
конвекция, температура, теплопроводность, тепловой поток, моделирование трубы
Горизонтальная стальная труба, полностью заполненная текущей по ней горячей водой, окружена неподвижным воздухом.
Тип задачи
Плоско-параллельная задача стационарной теплопередачи.
Геометрия
Дано
внутренний диаметр трубы D1 = 120 мм,
наружный диаметр трубы D2 = 140 мм,
температура воды Tвода = 90°C,
температура окружающего воздуха Tвозд = 20°C,
теплопроводность трубы λтруб = 0.4 Вт/(м·K).
Задание
Определить внешнюю температуру трубы и тепловой поток на метр длины.
Решение
Текущая по трубе горячая вода нагревает её внутреннюю поверхность до своей температуры. Тепло с поверхности трубы уходит в окружающую среду в результате конвекции. Коэффициент конвекции зависит от многих параметров, включая температуру среды, форму и ориентацию поверхности.
Вычисление коэффициентов конвекции выполнено в калькуляторе коэффициента конвекции для естественных условий. Температуры поверхности трубы для расчета коэффициента конвекции примем Ts = Tвода = 90 °C.
Средний коэффициент конвекции с поверхности трубы: α = 6 Вт/(м²·K).
Результат
Поток тепла на метр длины трубы: Ф = 159 Вт.
Температура поверхности трубы: Ts = 80 °C.
Полученное значение температуры близко к начальному предположению о температуре поверхности. Поэтому проведение итерационного процесса уточнения коэффициента конвекции не требуется.