23. Теплопередача через плоскую однослойную и многослойную плоскую стенок.

Теплопередача - процесс переноса теплоты от одного теплоносителя к другому ч/з разделяющую стенку.

1 ) Однослойная плоская стенка. Имеется однородная плоская стенка с коэф. теплопроводности λ, и толщиной δ. По одну сторону стенки находится горячая среда с t-рой t_Ж1, по другую - холодная - с t-рой t_Ж2. Т-ры пов-тей стенки неизвестны, обозначим их буквами t_c1 и t_c2. Известны значения среднего коэф. теплоотдачи со стороны горячего α₁ и холодного α₂ теплоносителя соответственно.

При установившемся тепловом состоянии кол-во теплоты, переданное от горячей жидкости к стенке, равно кол-ву теплоты, переданному через стенку, и кол-ву теплоты, отданному от стенки к холодной жидкости.

Следовательно, для плотности теплового потока q можно написать систему 1, из кот. опр-ся частные t-рные напоры:

Складывая их, получаем полный t-рный напор: , из кот. опр-ся значение плотности теплового потока:

где k - коэф. теплопередачи:

Величина, обратная коэф. теплопередачи, наз. общим термическим сопротивлением теплопередачи: R = 1/k. Из этого соотношения следует, что общее термическое сопротивление равно сумме частных:

R = R_α1 + R_λ + R_α2,

где R_α1 = 1/α₁ - частное термическое сопротивление теплоотдачи со стороны горячего теплоносителя;

R_λ = δ/λ - частное термическое сопротивление теплопроводности стенки;

R_α2 = 1/α₂ - частное термическое сопротивление теплоотдачи со стороны холодного теплоносителя.

2 ) Многослойная плоская стенка. Если стенка состоит из нескольких слоев толщиной δ₁, δ₂, …, δ_n и коэф. теплопроводности их соответственно λ₁, λ₂, ... , λ_n, то общее термическое сопротивление теплопередачи будет равно:

R = 1/α₁ + δ₁/λ₁ + δ₂/λ₂ + … + δ_n/λ_n + 1/α₂,

а коэф. теплопередачи:

24.Теплопередача цилиндрической однослойной и многослойной стенок.

Рассмотрим однородную трубу с теплопроводностью , внутренний диаметр d₁, наружный диаметр d₂, длина l. Внутри трубы находится горячая среда с температурой t^'_ж, а снаружи холодная среда с температурой t^''_ж.

Количество теплоты, переданной от горячей среды к внутренней стенке трубы по закону Ньютона-Рихмана имеет вид:Q = ·d₁·₁·l·(t^'_ж – t₁) , где ₁ – коэффициент теплоотдачи от горячей среды с температурой t^'_ж к поверхности стенки• с температурой t₁; Тепловой поток, переданный через стенку трубы определяется по уравнению:

Q = 2···l·(t₁ – t₂) / ln (d₂/d₁).

Тепловой поток от второй поверхности стенки трубы к холодной среде определяется по формуле:

Q = ·d₂·₂·l·(t₁ - t^''_ж) ,

где ₂ – коэффициент теплоотдачи от второй поверхности стенки к холодной среде с температурой t^''_ж. Решая эти три уравнения получаем:

Q =  l·(t^'_ж – t^''_ж) • К,

где К_l = 1/[1/(₁d₁) + 1/(2ln(d₂/d₁) + 1/(₂d₂)] – линейный коэффициент теплопередачи, или R_l = 1/ К_l = [1/(₁d₁) + 1/(2ln(d₂/d₁) + 1/(₂d₂)] -полное линейное термическое сопротивление теплопередачи через однослойную цилиндрическую стенку. 1/(₁d₁), 1/(₂d₂) – термические сопротивления теплоотдачи поверхностей стенки; 1/(2ln(d₂/d₁) - термическое сопротивление стенки. Для многослойной (n слоев) цилиндрической стенки полное линейное термическое сопротивление будет определяться по следующей формуле:

R_l = 1/ К_l = [1/(₁d₁) + 1/(2₁ln(d₂/d₁) + 1/(2₃ln(d₃/d₂) + … + 1/(2_nln(d_n+1/d_n) + 1/(₂d_n)] –