1. Какой коэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока, когда воздух движется со скоростью 10 м/с через канал

Alisa

13

1. Чтобы найти коэффициент теплоотдачи, мы можем использовать формулу Ньютона-Ричмана:

$$Q=h\cdot A\cdot \mathrm{\Delta }T$$

где $Q$ - количество тепла, $h$ - коэффициент теплоотдачи, $A$ - площадь поперечного сечения, $\mathrm{\Delta }T$ - разность температур.

Для нашей задачи, площадь поперечного сечения равна 1 м^2 и разность температур равна 800 °C - 400 °C = 400 °C = 673 К.

Теперь мы должны найти количество тепла. Для этого мы используем формулу:

$$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$$

где $m$ - масса воздуха, $c$ - удельная теплоёмкость воздуха, $\mathrm{\Delta }T$ - разность температур.

Массу воздуха можно выразить как:

$$m=\rho \cdot V$$

где $\rho$ - плотность воздуха, $V$ - объём воздуха.

Теперь, чтобы найти плотность теплового потока, мы можем использовать формулу:

$$q""=Q/A$$

где $q""$ - плотность теплового потока.

Осталось только найти удельную теплоёмкость воздуха и плотность воздуха при данной температуре.

Одна из формул для удельной теплоёмкости воздуха выглядит так:

$$c_p=a+b\cdot T$$

где $c_p$ - удельная теплоёмкость воздуха, $a$ и $b$ - константы (зависят от температурного диапазона), $T$ - температура.

Плотность воздуха при данной температуре можно найти с помощью уравнения состояния идеального газа:

$$\rho =p/(R\cdot T)$$

где $\rho$ - плотность воздуха, $p$ - давление, $R$ - газовая постоянная, $T$ - температура.

В итоге, после подстановки всех известных значений в формулы, мы можем найти искомые коэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока.

2. Чтобы найти средний коэффициент теплоотдачи в скважине на заданной глубине, мы можем использовать уравнение теплопроводности:

$$\mathrm{\Phi }=\frac{k\cdot A\cdot (T_w-T_{res})}{L}$$

где $\mathrm{\Phi }$ - тепловой поток, $k$ - коэффициент теплопроводности, $A$ - площадь поперечного сечения, $T_w$ - температура стенки, $T_{res}$ - температура окружающей среды, $L$ - длина скважины.

Теперь, чтобы найти средний коэффициент теплоотдачи, мы можем использовать формулу:

$$h=\frac{\mathrm{\Phi }}{A\cdot (T_w-T_{res})}$$

Осталось только подставить все известные значения в формулу, чтобы найти искомый коэффициент теплоотдачи на заданной глубине.

3. Чтобы найти коэффициент конвективного теплообмена, мы можем использовать уравнение Ньютона:

$$q""=h\cdot (T_w-T_f)$$

где $q""$ - плотность теплового потока, $h$ - коэффициент конвективного теплообмена, $T_w$ - температура стенки, $T_f$ - температура флюида.

Осталось только найти плотность теплового потока, указанную в условии задачи, и подставить все значения в формулу, чтобы найти искомый коэффициент конвективного теплообмена.