Головна

Одношарову і багатошарову стінки (теплопередача)

  1.  Активності судинної стінки
  2.  Хворобливість в правої клубової області при перкусії передньої черевної стінки перкуссионного молоточком.
  3.  Вплив пояса на втрату стійкості стінки
  4.  Дефекти стінки МТП.
  5.  Морфофізіологічні особливості стінки матки
  6.  М'язи бічної стінки живота
  7.  М'язи передньої стінки живота

Перенесення теплоти від одного рухомий середовища (гарячої) до іншої (холодної) через одношарову або багатошарову тверду стінку будь-якої форми називається теплопередачей.

Прикладами теплопередачі можуть служити: передача теплоти від гріючої води до повітря приміщення через стінки нагрівальних батарей центрального опалення, передача теплоти від димових газів до води через стінки кіпятільних труб в парових котлах, передача теплоти від конденсується пара до води через стінки труб конденсатора, передача теплоти від розжарених газів до води через стінку циліндра двигуна внутрішнього згоряння і т. д. У всіх розглянутих випадках стінка служить провідником теплоти і виготовляється з матеріалу з високою теплопровідністю.

В інших випадках, коли потрібно зменшити втрати теплоти, стінка повинна бути ізолятором і виготовлятися з матеріалу з хорошими теплоізоляційними властивостями. Стінки зустрічаються найрізноманітнішої форми: у вигляді плоских або ребристих листів, у вигляді пучка циліндричних, ребристих або голчастих труб, у вигляді кульових поверхонь і т. Д.

Теплопередача є дуже складний процес, в якому тепло передається всіма способами: теплопровідністю, конвекцією і випромінюванням.

Дійсно, при наявності стінки процес теплопередачі складається з трьох ланок (рис. 3.1).

t


Q

x


Мал. 3.1

перша ланка - Перенесення теплоти конвекцією від гарячого середовища до стінки. Конвекція завжди супроводжується теплопровідністю і часто - випромінюванням.

друга ланка - Перенесення теплоти теплопровідністю через стінку. При поширенні теплоти в пористих тілах теплопровідність пов'язана з конвекцією і випромінюванням в порах.

третя ланка - Перенесення теплоти конвекцією від другої поверхні стінки до холодної середовищі. У цій передачі теплоти конвекція також супроводжується теплопровідністю і часто випромінюванням.

Кількість теплоти, переданої гарячої середовищем стінці шляхом конвективного теплообміну, визначається за рівнянням Ньютона - Рихмана:

 , (3.1)

де - коефіцієнт тепловіддачі від гарячого середовища з постійною температурою

t до поверхні стінки, що враховує всі види теплообміну;

F - Розрахункова поверхню плоскої стінки, м .

Тепловий потік, переданий теплопровідністю через плоску стінку, визначається за рівнянням

 . (3.2)

Тепловий потік, переданий від другої поверхні стінки до холодної середовищі, визначається за тією ж формулою конвективного теплообміну Ньютона - Рихмана:

 , (3.3)

де  - Коефіцієнт тепловіддачі від другої поверхні стінки до холодної

середовищі з постійною температурою .

величини Q в рівняннях (3.1), (3.2) і (3.3) однакові. Скільки теплоти сприймає стінка при стаціонарному режимі, стільки ж вона і віддає.

Розглядаючи спільно ці три рівняння переносу теплоти, отримуємо формулу для визначення теплового потоку, переданого від однієї рухомий середовища до іншої через стінку поверхні F:

, Вт, (3.4)

або щільності теплового потоку:

, Вт / м . (3.5)

У рівняннях (3.4) і (3.5) величина  позначається буквою k і називається коефіцієнтом теплопередачі:

, Вт / м  град. (3.6)

Числове значення коефіцієнта теплопередачі висловлює кількість теплоти, що проходить через одиницю поверхні стінки в одиницю часу від гарячої до холодної середовищі при різниці температур між ними в 1 °.

Отримані рівняння (3.4) і (3.5) називають рівняннями теплопередачі.

Для визначення коефіцієнта k потрібно попереднє визначення коефіцієнтів тепловіддачі и  , Які в більшості випадків є величинами складними, так як враховують передачу тепла одночасно конвекцією і випромінюванням.

Величина, зворотна коефіцієнту теплопередачі:

 , (м  град) /Вт, (3.7)

називається повним термічним опором теплопередачі через одношарову плоску стінку.

тут и - термічні опору тепловіддачі;

- термічний опір стінки.

У разі передачі теплоти через багатошарову плоску стінку в знаменнику формул (3.4) і (3.5) потрібно поставити суму термічних опорів всіх шарів, і тоді повне термічне опір теплопередачі визначається за формулою

 , (м  град) /Вт, (3.8)

а коефіцієнт теплопередачі через багатошарову плоску стінку визначається за формулою

, Вт / м  град. (3.9)

Температури на поверхнях плоскої стінки визначають залежно від вихідних даних за допомогою наступних залежностей:

 , (3.10)

 . (3.11)

 



 Теплопровідність через кульову стінку |  Одношарову і багатошарову стінки

 температурне поле |  температурний градієнт |  Основний закон теплопровідності |  Коефіцієнт теплопровідності |  Диференціальне рівняння теплопровідності |  крайові умови |  Теплопровідність через одношарову плоску стінку |  Теплопровідність через багатошарову плоску стінку |  циліндричну стінку |  Через багатошарову циліндричну стінку |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати