3 Теплопередача через многослойну

ПЛОСКУЮ СТЕНКУ

3.1 Расчетные зависимости и уравнения

Теплопередача через плоскую однослойную стенку

; (3.1)

, (3.2)

где t_ж1 - температура первой среды (горячего теплоносителя), °С;

t_ж2 - температура второй среды (холодного теплоносителя), °С;

- коэффициент теплоотдачи от горячего теплоносителя к поверхности стенки, Вт/(м²К);

- коэффициент теплоотдачи от поверхности стенки к горячему теплоносителю, Вт/(м²К);

k - коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К);

. (3.3)

Теплопередача через многослойную плоскую стенку (рисунок 3.1)

; (3.4)

; (3.5)

, (3.6)

где - термические сопротивления теплопроводности, теплообмену и теплопередаче, (м²К)/Вт.

Рисунок 3.1 - Теплопередача через многослойную плоскую стенку

3.2 Расчетно-графические задания

Тепло дымовых газов передается через стенку котла кипящей воде.

Принимая температуру газов t_ж1 = …..... °С, воды t_ж2 = ..…... °C, коэффициент теплоотдачи газами стенке = ........ Вт/(м²К) и от стенки воде = …… Вт/(м²К) и считая стенку плоской требуется:

1. Рассчитать термические сопротивления R, коэффициенты тепло­передачи k, эквивалентные коэффициенты теплопроводности и удельный тепловой поток для следующих случаев:

а) стенка стальная совершенно чистая = …….. мм.

б) стенка медная совершенно чистая = …….. мм.

в) стенка стальная, со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной = ........ мм.

г) случай "в", но со стороны накипи имеется слой масла толщиной = 1,0 мм.

д) случай "г", но со стороны газов стенка покрыта слоем сажи толщиной = ........ мм.

2. Приняв количество теплоты для случая "а" за 100 %, подсчитать в % теплоту для всех остальных случаев.

3. Определить аналитически температуры на границах слоев для случая "д".

4. Определить графически температуры на границах слоев для случая "д".

5. Построить для случая "д" линию падения температур в стенке.

Таблица 3.1 - Данные к расчетно-графическому заданию

Первая цифра варианта	tж1, оС	, Вт/(мК)	, мм	Вторая цифра варианта	tж2, оС	, Вт/(мК)	, мм	, мм
0	700	70	0,5	1	120	1000	8	5
1	750	80	1,0	2	130	1500	10	4
2	800	90	1,5	3	140	2000	12	3
3	850	100	2,0	4	150	2500	14	6
4	900	110	0,5	5	160	2700	16	7
5	950	120	1,0	6	170	3000	18	4
6	1000	130	1,5	7	180	3300	20	3
7	1050	140	2,0	8	190	3700	22	2
8	1100	150	1,5	9	200	4000	24	5
9	1150	160	2,0	0	210	4500	26	7

3.3 Контрольные вопросы

1. Как передается теплота в процессе теплопроводности?

2. Какой основной закон теплопроводности?

3. Каковы закономерности распределения температуры по толщине плоской и цилиндрической стенок?

4. При каком условии расчет цилиндрической стенки можно заменить

расчетом плоской стенки?

5. Всегда ли с увеличением толщины изоляции цилиндрической трубы

тепловой поток через нее уменьшается?

6. Какой основной закон теплоотдачи конвекцией?

7. Какой критерий характеризует вынужденную конвекцию?

8. Какой критерий характеризует свободную конвекцию?

9. Что характеризует критерий Нуссельта?

10. Что такое определяющая температура и определяющий размер?

11. Чем отличается теплопередача от теплоотдачи?

12. Что характеризует коэффициент теплопередачи?