Теплопередача через сферическую стенку.

При граничных условиях третьего рода для полого шара известны: внутренний d, и внешний d ₂ диамет­ры, температура горячей среды внутри шара г, и тем­пература холодной среды t ₂, коэффициент теплоотда­чи от горячей жидкости к внутренней поверхности шара а, и коэффициент теплоотдачи от наружной по­верхности шара к окружающей среде а_г.

При стационарном режиме для всех изотермиче­ских поверхностей тепловой поток будет постоянным:

Решая эти три уравнения относительно разности температур и складывая, находим значение величины теплового потока:  

Обратную величину 1 / k _ш называют полным терми­ческим сопротивлением теплопередачи шаровой стенки.

Оребрение стенки с большим термическим со­противлением позволяет увеличить ее поверхность соприкосновения с горячей (или холодной) средой, уменьшить общее тепловое сопротивление тепло­передачи и увеличить тепловой поток.

Температура ребер изменяется по высоте, если t ₁ > t ₂. У основания ребра она равна температуре поверхности стенки t _ст, а температура у вершины ребра будет значи­тельно меньше t_{c т}. Поэтому участки поверхности ребра у основания будут передавать больше теплоты, чем участ­ки ребра у вершины. Отношение количества теплоты, пе­редаваемой поверхностью ребер в окружающую среду, Q_{p 1} к теплоте, которую эта поверхность могла бы передать при постоянной температуре, равной температуре у ос­нования ребер, Q _{пр 1} называется коэффициентом эффективности ребер:

Коэффициент эффективности ребер всегда мень­ше 1. Для коротких ребер, выполненных из материала с высоким коэффициентом теплопроводности, коэф­фициент эффективности близок к 1.

Пусть имеется плоская стенка толщиной b, на од­ной стороне которой имеются ребра (рис.)

Темпе­ратура гладкой поверхности t _ст, температура повер­хности ребер и простенков между ними принимается в первом приближении равной постоянной величине t _ст. Стенка и ребра выполнены из одного материала с высоким коэффициентом теплопроводности Я. Ко­эффициент теплоотдачи на гладкой стороне - а,, на ребристой - a ₂. Площадь гладкой поверхности F ₁ пло­щадь поверхности ребер и промежутков между ними F ₂. Температура горячей среды t ₁, холодной, t ₂. Тогда для стационарного режима можно написать:

2 РАСЧЕТ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ ОТАПЛИВАЕМЫХ ПОМЕЩЕНИЙ.

 

 

БИЛЕТ - 30

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Теплопроводность является физическим парамет­ром вещества, характеризующим его способность проводить теп­лоту. Ее значения, определяемые обычно опытным путем, при­водятся в теплофизических справочниках. В общем случае теп­лопроводность является функцией рода вещества, температуры и давления.

Для газов теплопроводность имеет значения в пределах λ = 0,006...0,6 Вт/(м-К), почти не зависит от давления и увели­чивается с повышением температуры.

Теплопроводность жидкостей λ = 0,07... 0,7 Вт/(м-К); с уве­личением температуры она, как правило, уменьшается (кроме воды и глицерина), а с повышением давления увеличивается

Теплопроводность твердых материалов имеет разный порядок для металлов и неметаллов (диэлектриков). Металлы по сравнению с неметаллами являются лучшими проводниками тепло­ты, и их теплопроводность меняется в пределах 3...450 Вт (мК). Значения теплопроводности строительных и теплоизоля­ционных материалов находятся в пределах 0,023... 2,9 Вт/ (м К)