Чт. Мар 28th, 2024

В производственной практике однослойных стенок практически нет. Даже однослойная поверхность водогрейной трубы в котле с одной стороны покрыта сажей, с другой — накипью. Любая технологическая, строительная или отопительная конструкция имеет несколько слоев — загрязнения, масло, накипь, краска, штукатурка… Многослойными называются стенки, состоящие из нескольких разных, но однородных слоев.

Рассмотрим трехслойную стенку (рис. 12.2), состоящую из трех плотно прилегающих друг к другу слоёв с толщинами d1, d2, d3. Каждый слой характеризуется своей постоянной теплопроводностью l1, l2 и l3 соответственно. Известны также температуры наружных поверхностей t1 и t4. Тепловой контакт между слоями — идеальный, без зазоров и соответственно без воздушных прослоек, температуры в местах контакта слоев обозначаем t2 и t3.

1

Рис. 12.2. Трёхслойная цилиндрическая стенка

Так как температуры наружных поверхностей постоянны, тепловой поток — установившийся, и соответственно, количество теплоты проходящее в единицу времени — неизменно. При стационарном режиме удельный тепловой поток q постоянен и для всех слоев одинаков. Поэтому можно записать для каждого из слоев:

2

3

4

Из приведенных выражений легко определить значения локальных разностей температур на границах каждого слоя:
7

Складывая почленно левые и правые части уравнений получим:

8

Откуда:

9

Уравнение (12.15) — расчетная формула теплопроводности трехслойной стенки. По аналогии, для стенки, имеющей n слоев, можно записать:

10

Здесь t1 и tn+1 — температуры на наружных поверхностях n-слойной стенки;

11 — общее термическое сопротивление многослойной стенки, равное сумме частных термических сопротивлений всех слоев.

При условии, что коэффициент теплопроводности каждого слоя — величина постоянная, температура внутри каждого слоя изменяется по прямой, но в целом, для многослойной стенки она — ломаная линия.

Температуры на стыке слоев t2 и t3 можно определить из системы уравнений (12.13):

12

13

Иногда многослойную стенку рассчитывают как однослойную толщиной d = d1 + d2 + d3. При этом, в расчет вводится эквивалентный коэффициент теплопроводности lэк, который определяется из условия:

14

отсюда:

15

При выводе расчетной формулы для многослойной стенки (12.16) предполагалась, что слои плотно прилегают друг к другу и благодаря идеальному тепловому контакту соприкасающиеся поверхности имеют одинаковую температуру. При шероховатой поверхности между слоями возникают воздушные зазоры. А так как теплопроводность воздуха в нормальных условиях l = 0,025 Вт/(м·К), то наличие даже очень тонких воздушных прослоек резко ухудшает теплопроводность конструкции.

От content

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Обнаружен блокировщик рекламы! Пожалуйста, обратите внимание на эту информацию.

We\'ve detected that you are using AdBlock or some other adblocking software which is preventing the page from fully loading.

У нас нет баннеров, флэшей, анимации, отвратительных звуков или всплывающих объявлений. Мы не реализовываем эти типы надоедливых объявлений! Нам нужны деньги для обслуживания сайта, и почти все они приходят от нашей интернет-рекламы.

Пожалуйста, добавьте tehnar.info к вашему белому списку блокирования объявлений или отключите программное обеспечение, блокирующее рекламу.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock