Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Теплопередача через плоскую стенку

Читайте также:
  1. D. 17.1.22.11). - Maндатарий может отказаться от договора так, чтобы за мандан­том осталось ненарушенным право с удобством устроить то же дело лично или через другого мандатария.
  2. Алгоритм расчета теплопередачи через непроницаемые стенки
  3. Астрономическая, когда наблюдаемый объект находится на бесконечно большом расстоянии, ЭМВ проходят через всю толщу атмосферы и наблюдения выполняют с поверхности Земли.
  4. Ввод и вывод данных через ячейки таблицы
  5. Власть эксперта (влияние через разумную веру).
  6. Выражение деформаций через перемещения
  7. Выражение условия совместности деформаций через напряжения
  8. Гормоны Глюкагон (или Адреналин) через
  9. Готов правый (левый) якорь к отдаче с ленточного тормоза (через шпиль)».
  10. Движение через железнодорожные пути

Тема 5. Теплопередача

Под теплопередачей понимают передачу теплоты от текучей среды с большей температурой (горячей жидкости) к текучей среде с меньшей температурой (холодной жидкости) через непроницаемую стенку любой формы. Под термином "жидкость" понимают любую текучую среду – флюид: и капельные жидкости, и газы. Таким образом, теплопередача включает в себя теплоотдачу от горячего флюида к стенке, теплопроводность внутри стенки и теплоотдачу от стенки к нагреваемому флюиду. Теплоотдача между стенкой и флюидом в общем случае может происходить за счет конвекции и излучения.

В стационарном режиме теплопередачи тепловой поток через плоскую, цилиндрическую и сферическую стенки есть величина постоянная (Q = пост) и температурное поле не изменяется во времени, а зависит только от координаты. В этом случае при условии постоянства теплофизических свойств тела, температура в плоской стенке изменяется по линейному, а в цилиндрической – по логарифмическому закону.

 

 

Расчет теплопередачи через плоскую стенку удобно выполнять, используя поверхностную плотность теплового потока

q = Q/F,

где Q – тепловой поток, Вт; F – площадь стенки, м2.

 

 

Рис. 5.1. Теплопередача через плоскую стенку

 

Расчетная схема теплопередачи через плоскую стенку показана на рис. 3.1. Рассмотрим прямую задачу расчета теплопередачи через плоскую стенку при следующих исходных данных:

— толщина плоской стенки равна δ;

— коэффициент теплопроводности стенки λ;

— коэффициент теплоотдачи от горячего флюида к стенке ;

— коэффициент теплоотдачи от стенки к холодному флюиду ;

— температура горячего флюида ;

— температура холодного флюида .

В результате решения поставленной задачи необходимо найти и плотность теплового потока qи, при заданной площади поверхности теплообмена F, тепловой поток Q, а также температуры на поверхностях стенки .

Краткая форма записи условий прямой задачи теплопередачи имеет вид:

 

Дано: , , , , , Найти: q,

 

Для решения задачи по расчету теплопередачи через плоскую стенку воспользуемся свойством стационарного режима теплообмена q = const при постоянном λ. Запишем формулы для расчета плотности теплового потока на всех трех участка теплопередачи:

— на 1-ом участке – участке теплоотдачи ():

;

— на 2-ом участке – участке теплопроводности ():

,

— на 3-ем участке – участке теплоотдачи ():

,

Суммируем перепады температур на всех трех участках теплопередачи

 

+

и, после несложных алгебраических преобразований, получаем выражение для расчета плотности теплового потока через плоскую стенку:

,

где k – коэффициент теплопередачи через плоскую стенку, Вт/(м2·град); – термическое сопротивление теплопередачи через плоскую стенку, (м2·град)/Вт. Из анализа последней формулы следует, что k и рассчитываются по формулам

; .

Термическое сопротивление теплопередачи через плоскую стенку равно сумме термического сопротивления теплоотдачи от горячего флюида к стенке , термического сопротивления теплопроводности плоской стенки и термического сопротивления теплоотдачи от стенки к холодному теплоносителю .

Прежде чем перейти к определению температурного поля, еще раз подчеркнем, что тепловой поток не изменяется в процессе теплопередачи:



,

где – перепад температур на первом участке теплопередачи – на участке теплоотдачи;

– перепад температур на втором участке теплопередачи – на участке теплопроводности;

– перепад температур на третьем участке теплопередачи – на участке теплоотдачи.

Из последнего уравнения по свойству пропорции следует, что

,

т.е. перепад температур, на каком либо участке теплопередачи прямо пропорционален термическому сопротивлению данного участка.

Для расчета неизвестных температур выберем участок теплообмена таким образом, чтобы на его границах одна температура была известна, а другая искомая.

Например, температуру можно найти двумя способами, поскольку по условию задачи заданы две температуры:

а) на участке ()

,

б) на участке ()

.

Естественно, что результаты числового расчета температуры по обеим формулам совпадают.

Для расчета температуры можно воспользоваться уже тремя формулами, поскольку в данном случае мы знаем уже три температуры :

а) на участке ()

,

б) на участке ()

;

в) на участке ()

.

Для стенки, состоящей из nслоев, формула расчета теплопередачи через плоскую стенку имеет вид:

,

где – толщина и коэффициент теплопроводности i-го слоя стенки.

Рекомендуемая последовательность решения:

а) определяют термические сопротивления всех элементарных участков;

б) по двум заданным температурам в системе теплообмена находят плотность теплового потока по формуле (2);

в) по найденному значению q и одной из известных температур рассчитывают остальные неизвестные температуры слоев и жидкостей.


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Стационарная теплопроводность в плоской и цилиндрической стенках | Теплопередача через цилиндрическую стенку

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 1568; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.009 сек.