2.2. Жазық қабырға

λ = const кезіндегі, қалыңдығы δ біртекті шектелмеген қабырғадағы температуралық өріс:

, (7)

мұндағы x — температура t, 0 ≤ x ≤ δ аралығында анықталатын жазықтықтың координатасы.

Қабырғадағы температурадан тәуелді жылуөткізгіштіктің өзгеруінің сызықтық заңындағы температуралық өріс (x — температурасы бар, қабырға бетінен арақашықтық)

. (8)

Әртүрлі материалдардан жасалған n қабатты қабырға үшін жылуөткізгіштік формуласы:

, (9) мұндағы и — көп қабатты қабырғаның сыртқы беттеріндегі температура °С; —i- қабатты қабырғаның қалыңдығы, м; — i- қабатты қабырға материалының жылуөткізгіштігі, Вт/(м-К).

Көп қабатты қабырғаның тығыз орналасқан қабаттары арасындағы температура:

. (10)

және температуралары бар екі ортан арасындағы жылуөткізгіштік формуласы:

, (11) мұндағы κ — орталардың температуралары айырымы 1 К тең, F аудан бірлігі арқылы өтетін, жылу ағының сипаттайтын Q, жылуөткізгіштік коэффициенті Вт/(м²-К).

n- қабатты қабырға үшін жылуөткізгіштік коэффициенті:

, (12) мұндағы және — қабырғаның ішкі беттеріндегі жылу беру коэффициенті, Вт/(м²-К).

(12) формулада келесі термиялық кедергілер көрсетілген R, м² ∙ К/Вт:

Қабырғаның сыртқы беттеріндегі жылу берудің термиялық кедергісі

и ;

п қабатты қабырғаның жылуөткізгіштігінің қосынды кедергісі:

;

жылуөткізгіштіктің жалпы кедергісі:

.

R₀ мәні әрдайым жеке термиялық кедергілерден көп, жылуөткізгіштіктің интенсификация үрдісі кезінде үлкен кедергіні азайтуға ұмтылу керек. Егер жеке термиялық кедергілер бірдей мәнге ие болса, онда жалпы кедергілер оның әр біреуінің азаюы кезінде төмендейді.

Көп қабатты қабырғаны есептеу кезінде жылуөткізгіштіктің эквивалентті коэффициентін қолдануға болады:

. (13) мұндағы — i- қабаттың қалыңдығы, м; — i- қабатты материалдың жылуөткізгіштігі, Вт/(м-К).

Көп қабатты қабырға үшін арналған жылу ағының тығыздығы:

. (14)

2.3. Цилиндрлік қабырға

Сәйкесінше сыртқы және ішкі диаметрі бар және және λ = const кезінде, біртекті шексіз қабырғадағы температуралық өріс:

, (15) мұндағы и — қабырғаның ішкі және сыртқы беттеріндегі температура; d — цилиндрлік беттің диаметрі және ол үшін t температурасы анықталады.

Жылуөткізгіштіктің температуралық тәуелділігін ескергендегі қабырғадағы температуралық өріс:

, (16) мұндағы l — цилиндрлік қабырғаның ұзындығы.

п цилин­дрлік қабырғадан жасалған, қабырға үшін арналған жылуөткізгіштік формуласы:

, (17) мұндағы және — көп қабатты қабырға беттеріндегі сәйкесінше ішкі және сырқы беттеріндегі температура; және — i-қабатты қабырғаның ішкі және сыртқы диаметрі.

і мен (i +1)- шекарасындағы көп қабатты қабырға арасындағы температура:

. (18)

және температуралары бар екі орта арасындағы жылуберу формуласы:

(19)

(19) формуладағы n- қабатты қабырға үшін жылуберудің сызықтық коэффициенті , Вт/(м∙К):

, (20) мұндағы и — қабырға беттерінің, сәйкесінше ішкі және сыртқы беттеріндегі жылу беру коэффициенті.

(20) формуладағы термиялық кедергі , R, м∙К/Вт:

Қабырға беттеріндегі сәйкесінше ішкі және сыртқы беттеріндегі жылу беру кедергісі:

и ;

п қабатты қабырға үшін жылу өткізгіштіктің қосынды кедергісі:

;

Цилиндрлік қабырғаның жалпы жылуберу коэффициенті:

.

Көп қабатты қабырғаны есептеген кезде жылу өткізгіштіктің эквивалентті коэффициенті қолданылады:

. (21)

Құбырөткізгіштен қоршаған ортаға жылулық шығынды азайту үшін, изоляциялық материалды тексеру үшін критикалық диаметрге келтіреміз:

, (22)

мұндағы — изоляция материалының жылуөткізгіштігі; — сыртқы беттен қоршаған ортаға жылуберу коэффициенті.

Егер ( — изолирленбеген құбырөткізгіштің сыртқы диаметрі), болған жағдайда мұндай құбырдың изоляциямен қапталуы қоршаған ортаға жылулық шығынды азайтады. Ал егер болған жағдайда мұндай жылуизоляциялық материалды пайдалану қажет емес, басқа материалды таңдау қажет немесе көп қабатты изоляцияны қолданған жөн.

Изоляциялық қабатпен қапталған құбырөткізгіштердің жылулық шығынының азайту үшін жылуизоляциялық материалды қолдану шарты:

. (23)

Изоляциялық қабаттың қалыңдығы (19), (20) формулалар арқылы анықталады.