ql= aî(q3-tср)pDиз

где tср = 20,30С - температура окружающей среды,

aо- коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции к окружающей среде, который слагается из коэффициентов теплоотдачи за счёт естественной конвекции (aо,) и за счёт излучения (aо,,).

aо = aо, + aо,,,

где aо,, = с(((273+q3)/100)4 – ((273+ tср)/100)4)/ (q3-tср)

с =eСч - константа излучения, зависящая от рода материала и состояния поверхности излучения:

e=0,96степень чёрноты поверхности изоляции 8, стр.43);

Сч =5,7 Вт/м2К4 – коэффициент излучения абсолютно чёрного тела,

с = 0,96*5,7 = 5,5 Вт/м2К4

Тогда aо,, =5,5(96,0 - 74,0)/19,7 = 6,1 Вт/м2К.

aо, = N*((q3-tср)/Dизmn

Найдём произведение критериев Прандтля и Грасгофа Gr*Pr:

Критерий Прандля для воздуха в диапазане температур 10-5000С при атмосферном давлении остаётся практически постоянным и равным 0,722.

Критерий Грасгофа Gr = gDиз3bDt/n2где b= 1/(273+30,2)=0,0033 – коэффициент объёмного расширения воздуха, n = m/r =0,014*10-3м2/с  кинематическая вязкости воздуха при температуре 30,20С,m = 0,018*10-3Н*с/м2динамическая вязкость воздуха при температуре 30,20С (9,стр. 107);r =1,2928 кг/м3плотность воздуха при тех же условиях (9, стр.33), l = 4 м.

Для определения величины критерия Грасгофа необходимо располагать значением Dиз, который, собственно, является искомым в проводимом расчёте. Однако для рачёта не требуется точного значения произведения Gr*Pr и достаточно лишь располагать порядком этой величины. В связи с этим в выражения для критерия Грасгофа вместо Dиз можно подставить значение наружного диаметра корпуса аппарата Dн = 1,020 м.

Тогда критерий Грасгофа Gr = 9,81*(1,020)3*0,0033*(40-20,3)/0,014*10-3)2=3,4*1010.

Произведение критериев Прандтля и Грасгофа Gr*Pr = 2,4*109.

Т.к. произведение критериев Прандтля и Грасгофа (Gr*Pr)>2*107, то n = 1/3; m=0; N=1,450 (1, стр.20).

Тогда aо, = 1,450*(40-20,3)0,33= 3,9 Вт/м2К.

Следовательно, aо = aо, + aо,, = 3,9 + 6,1 = 10 Вт/м2К.