2.2.Теплопроводность при стационарном режиме.

Условия задания: В задании необходимо рассчитывать стационарное температурное поле многослойной плоской стенки, а также построить график изменения температуры по толщине стенки.

Геометрические размеры ₁; ₂; ₃, теплопроводности материалов ₁; ₂; ₃, параметры соответствующие граничным условиям (температуры стенок Т_ст, Температуры теплоносителей Т_ж, Плотности тепловых потоков q_ст, коэффициенты теплоотдачи ) приведены в таблицах исходных данных 1 и 2.

Методические указания: 1) Расчетная схема представлена на рисунке.

t ст1

t ст2

tст3

_{1 2 3}

t_ж2

t_ж1

t_ст4

q

_{1 2 3}

2) Расчет ведется для участка стенки площадью 1м²(F=1м²).

3) Для плоской стенки при стационарном режиме в любой точке по ее толщине:

q_ст=const(q=Q/F).

4) Для определения температурного поля необходимо составить исходную систему алгебраических уравнений. Воспользовавшись следующими формулами:

Тепловой поток через многослойную стенку.

Q =

n – количество слоев

Тепловой поток при теплоотдачи:

Q = F ;

Тепловой поток при передаче теплоты между двумя теплоносителями через плоскую многослойную стенку:

Q =

(для нашего случая F₁=F₂=F=1м²)

5) В задании представить расчет и график зависимости t=f( ). График должен быть выполнен в масштабе с указанием исходных и расчетных величин (подобно тому, как показано на рисунке).

Таблица 1

№ Варианта	tст1 0С	q Вт/м2	1 Вт/м2К	tж1 0С	tст4 0С	2 Вт/м2К	tж2 0С
1	200				30
2			50	80		120	20
3		5*103			50
4	200				50
5	200					50	20
6			100	80	50
7		5*104				100	20
8			100	80		100	20
9	600				200
10		5*104			200
11	600					127	80
12			415	250	200
13		3,6*104				100	80
14	50				170
15			200	20		250	150
16		1,8*103			250
17	50					530	100

Таблица 2

№ Варианта	1, мм	2, мм	3, мм	1 Вт/мК	2 Вт/мК	3 Вт/мК
1	10	10	5	15	3	80
2	2	8	10	80	15	3
3	10	2	8	3	80	15
4	10	5	10	15	3	15