Передача теплоты через плоскую стенку


На рис. 4.1 представлена плоская стенка толщиной из материала с коэффициентом теплопроводности , с одной стороны которой находится горячий теплоноситель, а с другой - холодный. Известны температуры теплоносителей - горячего Тт1 и холодного Тт2, а также соответствующие условиям конвективного теплообмена коэффициенты теплоотдачи и . Теплота передаётся по направлению, нормальному к поверхности стенки, от горячего теплоносителя к холодному. Характер изменения температуры теплоносителей и стенки по этому направлению показан на рис. 4.1, где Тст1 и Тст2 - температуры поверхностей стенки соответственно со стороны горячего и холодного теплоносителей, а x -направление нормали.

   
Рис. 4.1. Передача теплоты через плоскую стенку Рис. 4.2. Передача теплоты через цилиндрическую стенку  

 

Плотности тепловых потоков от горячего теплоносителя к стенке (q ), через стенку (q ) и от стенки к холодному теплоносителю (q ) определяются по формулам Ньютона и закона Фурье и равны:

; q ; q

На стационарном режиме q = q.

Решим приведенные уравнения относительно температурных разностей:

; ; .

Просуммировав эти равенства, получим T

Отсюда

Обозначим k = R = .

Коэффициент k называется коэффициентом теплопередачи,а R общим (суммарным) тепловым сопротивлением,которое складывается из внешних тепловых сопротивлений 1/ и 1/ теплоносителей и теплового сопротивления стенки / . С учетом принятых обозначений получим

,

где - температурный напор.

Итак, плотность теплового потока при передаче теплоты через плоскую стенку прямо пропорциональна температурному напору и обратно пропорциональна общему (суммарному) тепловому сопротивлению стенки и теплоносителей.

При известной величине q можно определить значения температуры на поверхностях стенки:

T ; T .

Если теплопередача происходит через многослойную (состоящую из n слоев) плоскую стенку и между слоями i и j имеется контактное тепловое сопротивление R (здесь j=i+1), то для определения плотности теплового потока следует просуммировать тепловые сопротивления всех слоёв стенки и все контактные тепловые сопротивления. В таком случае

R .



Дата добавления: 2021-06-28; просмотров: 334;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.008 сек.