Другие предметы \ Теоретические основы теплотехники

Теория теплообмена. Теплопроводность. Основные положения теории теплопроводности. Теплопроводность при стационарном режиме. Теплопроводность при нестационарном режиме. Теплообмен при фазовых превращениях, страница 11

Тогда:

, Вт/м².

k – коэффициент теплопередачи. Он характеризует интенсивность передачи тепла от одной жидкости к другой через разделяющую их стенку и численно равен количеству тепла, передаваемого через единицу поверхности стенки в единицу времени при разности температур между жидкостями в один K.

Величина, обратная коэффициенту теплопередачи, называется полным термическим сопротивлением теплопередачи:

Оно складывается из частных термических сопротивлений:

Применив подобные рассуждения для многослойной стенки, состоящей из n слоев, получим полное термическое сопротивление:

или

Отсюда:

Тогда:

, Вт/м².

Тепловой поток через стенку, площадь поверхности которой F, будет:

Температуры поверхностей однородной стенки:

Для многослойной стенки из n слоев:

Для расчета граничных температур применяются и графические методы.

В основу одного из них положено свойство линейной зависимости температурного напора в системе от термического сопротивления, т. е.

для любого слоя:

Это дает возможность построить фиктивную стенку, в которой толщины слоев будут пропорциональны соответствующим термическим сопротивлениям, а внешние термические сопротивления теплоотдачи и учитываются введением двух условных граничных слоев соответствующей толщины.

Общее термическое сопротивление теплопередачи через такую стенку:

Отложим на горизонтали отрезки O₁A₁, A₁A₂, A₂A₃, A₃A₄, A₄O₂, равным термическим сопротивлениям , , , , . В точках O₁, A₁, A₂, A₃, O₂ восстановлен перпендикуляр. На O₁K₁ и O₂K₂ отложим в масштабе температуры t_ж₁ и t_ж₂. Соединим прямой точки C₁ и B₂.

Рис. 11. Графический метод расчета температур

Отрезки A₁E₁, A₂E₂, A₃E₃ и A₄E₄ будут равны искомым температурам t_c₁, t_c₂, t_c₃, t_c₄.

Из подобия треугольников C₁B₁B₂ и C₁C₂E₁ следует, что:

, или .

Причем:

, ,

Тогда:

, .

Аналогично можно доказать, что и отрезки A₂E₂, A₃E₃ и A₄E₄ будут соответственно равны t_c₂, t_c₃ и t_c₄.

3.1.3. Передача тепла при граничных условиях второго и третьего рода

Рассмотрим случай, когда при передаче тепла через однородную изотропную стенку на одной поверхности заданы граничные условия второго рода в виде при x = 0, а на другой поверхности заданы коэффициент теплоотдачи a₂ и температура окружающей среды t_ж₂ – граничные условия третьего рода. Внутренние источники в стенке отсутствуют (q_v = 0).