Здравствуйте, Олька.

При давлении p₁ = 1,013 ∙ 10⁵ Па и температуре t_ж = 200 °C коэффициент кинематической вязкости воздуха равен ν₁ = 34,85 ∙ 10^-6 м²/с. Поскольку давление p = 3 бар примерно в три раза превышает давление p₁, то и плотность воздуха при давлении p будет примерно в три раза больше плотности при давлении p₁.

Коэффициент динамической вязкости, согласно условию задачи, считаем независящим от давления. Коэффициент кинематической вязкости, как известно, равен частному от деления коэффициента динамической вязкости на плотность. Поэтому при постоянном коэффициенте динамической вязкости коэффициент кинематической вязкости ν при давлении p будет примерно в три раза меньше коэффициента кинематической вязкости при давлении p₁, то есть
ν ≈ ν₁/3 = 34,85 ∙ 10^-6/3 ≈ 11,62 ∙ 10^-6 (м²/с).

Находим число Рейнольдса
Re = wd/ν = 8 ∙ 0,01/(11,62 ∙ 10^-6) ≈ 6880,
следовательно, движение турбулентное.

В нашем случае отношение длины трубы к диаметру l/d = 1/0,01 = 100 > 50. Находим число Нуссельта:
Nu^- ≈ 0,018 ∙ (Re)^0,8 ≈ 21
и средний коэффициент теплоотдачи:
α^- = Nu^- ∙ λ/d = 21 ∙ 0,0393/0,01 ≈ 82,5 (Вт/(м² ∙ К)).
Тогда плотность теплового потока равна
q = α^- ∙ (t_ж – t_ст) = 82,5 ∙ (200 – 120) = 6600 (Вт/м²).

С уважением.