ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Передача теплоты через плоскую стенку из "Тепломассообмен Изд3" Рассмотрим стационарный процесс переноса теплоты через плоскую стенку (рис. 2.1), толщина которой 8 много меньще щирины Ь и высоты h. Источники теплоты в стенке отсутствуют q = 0). Задана ее теплопроводность X либо в виде функции X = Х Т), либо как постоянная величина. [c.31] Возможны различные способы подвода теплоты к одной поверхности стенки и его отвода через другую за счет конвекции горячей или холодной жидкости около поверхности стенки, теплообмена излучением с другими телами, непосредственного контакта с другими более (или менее) нагретыми твердыми стенками и др. Предположим, что в любом случае подвода (отвода) теплоты температуры двух поверхностей стенки постоянны Гд] = onst и Гд2 onst. [c.31] Таким образом, при А, = onst температура в плоской стенке изменяется по линейному закону. [c.32] Таким образом, плотность теплового потока, проходящего через плоскую стенку, прямо пропорциональна разности температур ее поверхностей и обратно пропорциональна термическому сопротивлению. [c.33] Анализируя с помощью закона Фурье изменение температуры в трехслойной стенке (рис. 2.3), нетрудно качественно предсказать зависимость 7= Т х) в однослойной стенке, если теплопроводность ее зависит от температуры. [c.33] Такое преобразование математического описания стационарных процессов теплопроводности называется преобразованием Кирхгофа. [c.34] 2) получим граничные условия для функции и = и Т) = и[Т(х). [c.34] Таким образом, мы получили обобщение формулы (2.7) на случай X = Т). [c.35] Расчет температур стенки по формуле (2.12), а также X облегчается, если имеется таблица значений и(Т) для конкретного материала. Такую таблицу несложно получить с помощью компьютера. Из нее можно найти значения и 2 по заданным температурам и Г 2, а с помощью этих значений по (2.14) рассчитать X и по (2.12) и в любой точке О х 5. По найденному значению и в таблице можно отыскать температуру в данной точке стенки. [c.35] Это уравнение получается из (2.12) после подстановки в него результатов вычисления интегралов (2.9) и (2.10) при линейной зависимости X = .0(1 + РТ). [c.35] Отношение плотности теплового потока к температурному напору называется коэффициентом теплопередачи, Вт/(м К) к= д1АТ. [c.36] Коэффициент теплопередачи характеризует интенсивность процесса теплопередачи. Он численно равен плотности теплового потока, передаваемого через стенку при температурном напоре, равном единице. Как видно из (2.17) и (2.17а), он представляет собой величину, обратную сумме всех термических сопротивлений. Если одно из сопротивлений значительно больше всех остальных, то практически оно одно и будет определять значение коэффициента теплопередачи. Чтобы увеличить коэффициент теплопередачи, надо уменьшить наибольшее термическое сопротивление. [c.37] Внешние термические сопротивления можно трактовать следующим образом. В процессах конвективного теплообмена между первой жидкостью и одной поверхностью стенки, а также между другой поверхностью и второй жидкостью температура жидкостей вблизи стенки может изменяться так, как показано на рис. 2.4, а. Введем условные толщины 5 i и 5 2 (рис. 2.4) такие, что 1/а, = 5щ,/А. ,, а 1/а2 = 5ц2/ ж2 ж1 ж2 — теплопроводности первой и второй жидкостей. Тогда получим трехслойную стенку, состоящую из данной твердой стенки и двух условных неподвижных жидких слоев толщиной o , и 8 2- Термические сопротивления этих слоев (пленок жидкостей) и являются внешними термическими сопротивлениями. Внешнее термическое сопротивление будет мало, если у жидкости большая теплопроводность и малая толщина S . Уменьшение 6 можно получить путем увеличения скорости жидкости, турбулизацией пристенного слоя и другими способами, которые называются способами интенсификации теплоотдачи. [c.37] 176) видно, что при а2 а, (со стороны газа будет а2, а со стороны воды — а,) и малом значении Ъ1Х оребрение поверхности значительно увеличивает коэффициент теплопередачи. [c.38] При выводе (2.176) предполагалось, что температура ребристой поверхности Т 2 постоянна. Это приближенно выполняется для коротких ребер с большой теплопроводностью. В общем случае надо учитывать изменение температуры по высоте ребра (см. 2.5 и 2.6). [c.38] Вернуться к основной статье