Решение:

1.

а) стенка стальная, чистая, толщиной , теплопроводность стали .

Находим коэффициент теплопередачи стальной стенки k:

Термическое сопротивление стали .

Плотность теплового потока через стальную стенку:

.

Величина теплового потока Q численно равна плотности теплового потока q, т.к. площадь поверхности F =1м² и время =1с.

Эквивалентный коэффициент теплопроводности в данном случае равен теплопроводности стали т.к. стенка однослойная.

б) стенка медная, чистая, толщиной ,

теплопроводность меди

Находим коэффициент теплопередачи медной стенки k:

Термическое сопротивление меди

Плотность теплового потока через медную стенку:

Величина теплового потока Q численно равна плотности теплового потока q, т.к. площадь поверхности F =1м² и время =1с.

Эквивалентный коэффициент теплопроводности , в данном случае равен, теплопроводности меди

т.к. стенка однослойная.

в) стенка стальная, со стороны воды покрыта слоем накипи толщиной

,

Находим коэффициент теплопередачи стенки k:

Термическое сопротивление стенки

Плотность теплового потока через стенку:

Величина теплового потока Q численно равна плотности теплового потока q, т.к. площадь поверхности F =1м² и время =1с.

Эквивалентный коэффициент теплопроводности :

г) случай «в», но поверх накипи имеется слой масла толщиной:

,

Находим коэффициент теплопередачи стенки k:

.

Термическое сопротивление стенки :

Плотность теплового потока через стенку:

Величина теплового потока Q численно равна плотности теплового потока q, т.к. площадь поверхности F =1м² и время =1с.

Эквивалентный коэффициент теплопроводности :

д) случай «г», но со стороны газов стенка покрыта слоем сажи толщиной .

Коэффициент теплопередачи в такой многослойной стенке:

.

Термическое сопротивление стенки:

Плотность теплового потока через стенку:

Величина теплового потока Q численно равна плотности теплового потока q, т.к. площадь поверхности F =1м² и время =1с.

Эквивалентный коэффициент теплопроводности :

2. Примем плотность потока тепла для случая «а» за 100%, подсчитаем плотности потоков тепла для остальных случаев:

№	Количество теплоты, Qi, Вт
а	88 178	100%
б	90 014	102,08%
в	74 807	84,84%
г	37 200	42,19%
д	24 753	28,07%

3. Определим расчетным путем температуры всех поверхностей слоев стенки для случая «д», используя следующее уравнение:

а) температура на поверхности стенки со стороны газов:

б) температура на границе между слоем сажи и сталью:

в) температура на границе между стальной стенкой и слоем накипи:

г) температура на границе между слоем накипи и слоем масла:

д) температура на поверхности стенки со стороны воды: