Рекомендуемая литература
Арнольд Л.В., Михайловский Г.Ю., Селиверстов В.М.. Техническая термодинамика и теплопередача. - М.: Высшая школа, 1979. - 446 с.
Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача.- М.: Высшая школа, 1980.- 469 с.
Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. – М.: Высшая школа, 1988. – 480 с.
Михеев М.А.,Михеева И.М. Основы теплопередачи. – М.: Энергия,1977. – 342 с.
Крутов В.И. Техническая термодинамика.- М.: Высшая школа,1981.- 463 с.
Ривкин С.Л.,Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара.- М.: Энергия,1980.- 423 с.
Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. - М.: Энергия, 1980. - 287 с.
Богатырева Е.В.Теплопередача. Методические указания к практическим занятиям для студентов направления 6.070104 "Морской и речной транспорт" специальности "Эксплуатация судовых энергетических установок" дневной формы обучения. – Керчь: КГМТУ, 2009. – 32 с.
Задание 1
Температуры на внешних поверхностях двухслойной стенки t1 и t3, толщины первого и второго слоя 1 и 2, коэффициенты теплопроводности материала стенок 1 и 2.
Определить величину удельного теплового потока, температуру на границе слоев, тепловое сопротивление стенки.
Данные, необходимые для решения задачи, следует выбрать из таблицы 1
Таблица 1
|
|||||||
Предпоследняя цифра шифра |
t1, oC |
t3, oC |
Последняя цифра шифра |
1, мм |
2, мм |
1, Вт/м К |
1, Вт/м К |
0 |
1250 |
50 |
0 |
200 |
400 |
1,0 |
0,7 |
1 |
1260 |
55 |
1 |
205 |
405 |
1,1 |
0,8 |
2 |
1270 |
60 |
2 |
210 |
410 |
1,2 |
0,9 |
3 |
1280 |
65 |
3 |
215 |
415 |
1,3 |
1,0 |
4 |
1290 |
70 |
4 |
220 |
420 |
1,4 |
1,1 |
5 |
1300 |
75 |
5 |
225 |
425 |
1,5 |
1,2 |
6 |
1240 |
55 |
6 |
195 |
395 |
0,9 |
0,6 |
7 |
1230 |
40 |
7 |
190 |
390 |
0,8 |
0,5 |
8 |
1220 |
45 |
8 |
185 |
385 |
0,7 |
0,4 |
9 |
1210 |
40 |
9 |
180 |
380 |
0,6 |
0,3 |
Литература: [1],§ 22.1-22.2 или [2], § 22.1-22.4, 23.1-23.2.
Контрольные вопросы
Сформулируйте основной закон теплопроводности. Дайте пояснения к величинам, входящим в аналитическое его выражение; приведите размерности величин.
Что характеризует коэффициент теплопроводности, его размерность и каковы основные факторы, оказывающие влияние на его изменение?
Методические указания
В настоящей задаче рассматриваются вопросы теплопроводности. Для ее решения необходимо знать основные понятия (температурное поле, изотермическая поверхность, градиент температуры, тепловой поток, плотность теплового потока, их размерности и т.д.), основной закон теплопроводности и граничные условия, определяющие область применения этого закона для плоских и цилиндрических тел.
При решении подобных задач чаще всего (как в задаче 1) известны температуры на наружных поверхностях тела, т.е. заданы граничные условия первого рода. Тогда удельный тепловой поток через многослойную плоскую стенку и температуры на границах между слоями рассчитывают по формулам из учебника [1], § 22.2.
Иногда многослойную стенку рассчитывают как однослойную, вводя в уравнение удельного теплового потока теплопроводность эквивалентной стенки. В настоящей задаче предлагается определить экв для двухслойной стенки.
Для различных веществ коэффициент теплопроводности различен и зависит от структуры, объемного веса, влажности, плотности, давления и температуры. Это обстоятельство следует учитывать при оценке факторов, оказывающих влияние на изменение коэффициента теплопроводности.