Через трубу диаметром 16 мм и длиной 2,1 м протекает горячая вода, которая передает тепло среде, омывающей

Пояснение: Для вычисления критериев Nu, Re и Pe необходимо использовать соответствующие формулы.

Критерий Nu, который определяет коэффициент теплоотдачи, может быть рассчитан с использованием числа Рейнольдса (Re) и числа Прандтля (Pr). Расчет Nu осуществляется по формуле:

Nu = 0,023 * (Re^0,8) * (Pr^n),

где n — степень зависимости числа Прандтля от числа Рейнольдса (обычно равно 0,4 для длинных труб), Re — число Рейнольдса и Pr — число Прандтля.

Число Рейнольдса определяется как Re = (ρ * v * D) / μ,

где ρ — плотность жидкости, v — скорость потока, D — диаметр трубы и μ — вязкость жидкости.

Число Прандтля определяется как Pr = μ * Cp / λ,

где Cp — теплоемкость при постоянном давлении, λ — теплопроводность жидкости.

Критерий Пекле (Pe), который характеризует отношение конвективного и кондуктивного теплообмена, должен быть рассчитан по формуле:

Pe = Re * Pr.

Пример использования:

Дано:
— Диаметр трубы (D) = 16 мм = 0,016 м
— Длина трубы (L) = 2,1 м
— Расход воды (m) = 9,1·10-3 кг/с
— Температура входящей воды (T1) = 87,2 °C
— Температура выходящей воды (T2) = 29 °C
— Средняя температура стенки (Tw) = 15,3 °C

Расчет:
1) Рассчитаем число Прандтля:
Pr = μ * Cp / λ.

2) Рассчитаем число Рейнольдса:
Re = (ρ * v * D) / μ.

3) Рассчитаем критерий Nu:
Nu = 0,023 * (Re^0,8) * (Pr^n).

4) Рассчитаем критерий Пекле:
Pe = Re * Pr.

Совет: Чтобы лучше понять все значения и формулы, будьте внимательны к размерностям единиц измерения. Убедитесь, что все значения приведены в правильных единицах измерения и применяйте их соответствующим образом при расчетах.

Упражнение:
Пользуясь данными задачей, рассчитайте значения критериев Nu, Re и Pe.