Расчет конвективного теплобмена

Question

Здравствуйте! Перечитав кучу литературы и сотни источников не удаётся получить однозначный ответ. Суть в том, что необходимо посчитать температуру цилиндрической стенки при продольном обдуве воздухом. Т. е цилиндр диаметром 240мм в трубе с диаметром 400 мм, образуют кольцевое сечение где течёт воздух.

Диаметр цилиндра: 250 мм
Температура поверхности цилиндра без обдува воздухом: 900 °С
Длина цилиндра: 1. 5 м
Материал цилиндра: сталь

Параметры охлаждающего воздуха:
Температура: 60 °С
Скорость течения воздушного потока: 120 м/с
Расход охлаждающего воздуха:
1, 5, 10, 15 кг/с (т. е разные варианты, но достаточно будет расчета для одного варианта, мне главное методику узнать)

Охлаждение торцевой части цилиндра можно не учитывать, главное узнать температуру боковой поверхности цилиндра в зависимости от расхода охлаждающего воздуха.

P. S: я пробовал считать, но при обдуве воздухом с расходом 1 кг/с температура падает до 180 градусов, это перепад 720 градусов что очень много, и в реальности вряд ли такое будет.

Answer 1

Насколько понял, при свободной конвекции (скорость потока около метра в секунду) температура центрального цилиндра 900 градусов.

при увеличении скорости потока до 120м/с (фигасе - почти половина скорости звука)
разность температур между цилиндром и воздухом должна уменьшиться ну не в 120 раз, а хотя бы в 50 раз (с учётом неэффективности скоростного потока, если она есть)

900 / 50 = 20 градусов
иле мя чото не догоняю)
60+20 = +80 градусов

Вот только если скорость будет 120м/с, то при сечении кольца около 0, 1 м2 расход в секунду будет 12 кубометров = примерно 12кг

Ну а если расход уменьшить до килограмма в секунду, то
60 + 20*12/1 = 300 градусов (это с учётом как бы неэффективности) . А без учёта, вроде получатся ваши 180 градусов
)