По горизонтальной трубе диаметром 20 × 1 мм протекает вода с температурой 85 ℃ на входе. Средняя температура стенки 15 ℃. Расход воды 0,5 кг/с. На выходе из трубы вода должна иметь температуру 25 ℃. Какой длины трубу следует для этого взять?
Для решения данной задачи, нам понадобится использовать уравнение теплопередачи. Уравнение теплопередачи для данной ситуации можно записать следующим образом:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество тепла, переданного через стенку трубы (в Дж),
m - масса воды, прошедшей через трубу (в кг),
c - удельная теплоемкость воды (в Дж/кг·°C),
ΔT - изменение температуры воды (в °C).
Для начала, найдем количество тепла, переданного через стенку трубы. Для этого воспользуемся формулой:
Q = U * A * ΔT * t
где U - коэффициент теплопередачи (в Вт/м²·°C),
A - площадь поверхности трубы (в м²),
ΔT - разность температур между водой и стенкой трубы (в °C),
t - время, в течение которого происходит теплопередача (в секундах).
Для нахождения коэффициента теплопередачи U, можно воспользоваться следующей формулой:
U = (k / d)
где k - коэффициент теплопроводности материала...