Esercizio
Determinare la temperatura media della parte supponendo che tutta la potenza radiante incidente venga per convezione naturale nell'aria circostante.
Soluzione
La temperatura superficiale della parete e il coefficiente di scambio termico sono sconosciuti. Possiamo iniziare la soluzione assumendo un coefficiente di scambio termico e con questo calcolare la temperatura superficiale. Quindi, usando il numero di Nu, si può valutare un nuovo coefficiente di scambio. Questa procedura proseguirà fino a quando il valore del coefficiente assunto uguaglierà il Nu calcolato.
Scegliamo come grandezza lineare da usare nei calcoli D=3.5m .
Assumiamo quindi
Ne segue la potenza termica per m²:
Quindi
A 70°C dalla tabella ricaviamo
Il numero di Grashof:
Il flusso d'aria attorno alla parete è turbolento perché è Gr > 10^9. Quindi il Nu vale:
In un regime turbolento il coefficiente f non varia in modo apprezzabile, pertanto assumiamo f=5.41 per nuove iterazioni.
Le proprietà dell'aria a 104§°C sono:
Il numero di Grashof:
Segue
Ne concludiamo che la temperatura media della parete è 155+30=180°C.