ЗАДАНИЕ 4. Тепло дымовых газов передается через плоскую стенку кипящей воде

Тепло дымовых газов передается через плоскую стенку кипящей воде. Принимая температуру газов t₁, воды t₂, коэффициент теплоотдачи газами стенке a₁и от стенки воде a₂, определить термические сопротивления, коэффициенты теплопередачи и удельные количества передаваемого тепла от газов к воде для следующих случаев:

а) стенка стальная толщиной d₂(l₂= 50 Вт/м×К);

б) стенка медная толщиной d₂(l₂¢= 350 Вт/м×К);

в) стенка стальная со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной d₃

(l₃= 2 Вт/м×К);

г) ) стенка стальная со стороны воды покрыта слоем накипи, а со стороны газов - слоем сажи толщиной d₁(l₁= 0,2 Вт/(м×К).

Для случая «г» определить температуры всех слоев стенки. Изобразить график изменения температур по слоям стенки.

Данные, необходимые для решения задачи, следует выбрать из таблицы 4

Таблица 4

Литература: [1], §23.1-23.4;[2], §24.1- 24.3, 29.7, или[3], стр. 453-455.

Контрольные вопросы

1. Какие виды теплообмена имеют место при теплопередаче и как определить количество теплоты при сложном теплообмене?

2. Что характеризует коэффициент теплопередачи, его размерность и каковы основные факторы, оказывающие влияние не его изменения?

Методические указания

К решению задачи следует приступать после изучения сложного теплообмена. При этом необходимо знать, какие виды теплообмена имеют место при теплопередаче, как определять термические сопротивления при теплопроводности, теплоотдаче и теплопередаче и как по ним определить коэффициент теплопередачи.

Для многослойной стенки указанные термические сопротивления и коэффициент теплопередачи определяют по формулам из учебника [1], § 23.3.

При определении температур на границе между n и n +1 слоем стенки необходимо исходить из заданных величин температур внутренней и наружной стенки t₁ и t₂ и вычислять их по формулам из учебника [1], § 23.1.

В заключение следует построить кривую распределения температуры в слоях стенки, при этом толщины слоев d₁, d₂и d₃откладывают по горизонтали в масштабе. Рекомендуемый масштаб температур: 100^оС-1 см.