2.3. Методика досліджень. Ход виконання роботи

1. Визначаємо термічний опір кожного шару стінки (R_λ1, R_λ2).

2. Визначаємо термічний опір стінки (R_λ).

3. Визначаємо тепловий потік через стінку (Q) по формулі 2.1.

4. Визначаємо температуру між шарами стінки (t₂) по формулі 1.3.

2.4. Протокол досліджень

1) Знайдені параметри заносимо у табл. 2.2.

Таблиця 2.2

Т1, К	Т2, К	Т3, К	Rλ1, К/Вт	Rλ2, К/Вт	Q, Вт

2) побудувати графік розподіл температури по товщині багатошарової стінки;

3) визначити, як зміниться тепловий потік та розподіл температури по товщині стінки, якщо прибрати шар теплоізоляції;

4) визначити, як зміниться тепловий потік та розподіл температури по товщині стінки, якщо шар керамічної ізоляції збільшити на 0,1 мм.

5) визначити, як зміниться тепловий потік та розподіл температури по товщині стінки, якщо шар керамічної ізоляції зменшитися на 0,1 мм.

3. Питання для підготовки до захисту лабораторної роботи

1.?

2.?

Лабораторна робота №3 Теплопередача через плоску стінку

1. Ціль лабораторної роботи: Дослідження теплопередача через плоску стінку.

2. Методичні рекомендації з виконання лабораторної роботи

2.1. Теоретичні положення

Теплопередача – це передача теплоти від одного теплоносія (газ, рідина) до іншого через розділяючу їх стінку.

Спочатку теплота передається від гарячого теплоносія t_ж1 до однієї з поверхонь стінки шляхом конвективного теплообміну. Інтенсивність процесу тепловіддачі характеризується коефіцієнтом тепловіддачі α₁.

Потім теплота теплопровідністю переноситься від однієї поверхні стінки до іншої. Термічний опір теплопровідності розраховується залежно від виду стінки. І, нарешті, теплота знову шляхом конвективного теплообміну, що характеризується коефіцієнтом тепловіддачі α₂, передається від поверхні стінки до холодної рідини (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Розподіл температури при передачі теплоти між двома теплоносіями через плоску стінку

Для плоскої одношарової стінки тепловий потік розраховується за формулою:

де - температури гарячого і холодного теплоносіїв; - коефіцієнти тепловіддачі від гарячого теплоносія до стінки, і від стінки до холодного відповідно, Вт/(м²∙К); - термічний опір теплопровідності плоскої стінки, К/Вт; - термічний опір теплопередачі, К/Вт; - термічний опор теплопередачі через плоску стінку, Вт/(м²∙К).

Для плоскої багатошарової стінки:

(3.1)

Визначити температури на поверхнях стінки можна із розрахунку теплового потоку Q :

; (3.2)

2.2. Постановка задачі

Стінка парового котла площею 1 м², виконана з матеріалу з коефіцієнтом теплопровідності λ=50 Вт/(м·⁰С) і товщиною δ, з одного боку омивається димовими газами t_ж1 з коефіцієнтом тепловіддачі від газів до стінки α₁=100 Вт/(м²·⁰С). З іншого боку омивається киплячою водою t_ж2 з коефіцієнтом тепловіддачі α₂=5000 Вт/(м²·⁰С).

Вихідні данні наведені в табл. 3.1.

Таблиця 3.1.

№	δ, мм	tж1, оС	tж2, оС	№	δ, мм	tж1, оС	tж2, оС
1	80	1000	200	16	82	1250	220
2	85	1500	250	17	88	1750	260
3	90	2000	300	18	92	2250	280
4	95	2500	350	19	98	2750	320
5	100	3000	400	20	102	3250	360
6	105	3500	450	21	108	3750	380
7	110	4000	500	22	112	4250	420
8	115	4500	550	23	118	4750	460
9	120	5000	600	24	122	5250	480
10	125	5500	650	25	128	5750	520
11	130	6000	700	26	132	6250	560
12	135	6500	750	27	138	6750	580
13	140	7000	100	28	142	7250	640
14	145	7500	150	29	148	7750	660
15	150	8000	175	30	152	8250	740