Распределение температуры по сечению ограждения

Важной практической задачей является расчет распределения температуры по сечению ограждения (рис.7). Из дифференциального уравнения (2.1) следует, что оно линейно относительно сопротивления теплопередаче, поэтому можно записать температуру t_x в любом сечении ограждения:

, (2.31)

где R_х-в и R_х-н - сопротивления теплопередаче соответственно от внутреннего воздуха до точки х и от наружного воздуха до точки х, м^{2. о}С/Вт.

Рис.7. распределение температуры в многослойной стенке. а) в масштабе толщин слоев, б) в масштабе термических сопротивлений

Однако выражение (2.30) относится к ограждению без возмущающих одномерность теплового потока. Для реального ограждения, характеризуемого приведенным сопротивлением теплопередаче при расчете распределения температуры по сечению ограждения надо учитывать уменьшение сопротивлений теплопередаче R_х-в и R_х-н с помощью коэффициента теплотехнической однородности:

. (2.32)

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое (физический смысл) коэффициент теплоотдачи на поверхности?

2. Из чего складывается коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности ограждения?

3. Из чего складывается коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности ограждения?

4. Из чего складывается термическое сопротивление многослойной ограждающей конструкции с плоскопараллельными слоями по ходу теплового потока.

5. Из чего складывается общее сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции с плоскопараллельными слоями по ходу теплового потока. Напишите формулу общего сопротивления теплопередаче.

6. Физический смысл термического сопротивления многослойной ограждающей конструкции с плоскопараллельными слоями по ходу теплового потока.

7. Физический смысл общего сопротивления теплопередаче многослойной ограждающей конструкции с плоскопараллельными слоями по ходу теплового потока.

8. Физический смысл приведенного сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции.

9. Что такое условное сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции.

10. Что такое коэффициент теплотехнической однородности ограждающей конструкции.

11. Что такое коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции?

12. Напишите формулу теплового потока, передаваемого за счет теплопередачи от внутренней среды с температурой t_в к наружной с температурой t_н через многослойную стенку.

13. Начертите качественную картинку распределения температуры в двухслойной стенке при известных температурах окружающих сред t_в и t_н, если λ₁>λ₂.

14. Начертите качественную картинку распределения температуры в двухслойной стенке при известных температурах окружающих сред t_в и t_н, если λ₁<λ₂.

15. Напишите формулу для определения температуры внутренней поверхности двухслойной стенки в при известных температурах сред t_в и t_н, толщинах слоев δ₁ и δ₂, коэффициентах теплопроводности λ₁ и λ₂.

16. Напишите формулу для определения температуры наружной поверхности двухслойной стенки τ_н в при известных температурах сред t_в и t_н, толщинах слоев δ₁ и δ₂, коэффициентах теплопроводности λ₁ и λ₂.

17. Напишите формулу для определения температуры между слоями двухслойной стенки t при известных температурах сред t_в и t_н, толщинах слоев δ₁ и δ₂, коэффициентах теплопроводности λ₁ и λ₂.

18. Напишите формулу для определения температуры t_x в любом сечении многослойной стенки при известных температурах сред t_в и t_н, толщинах слоев, коэффициентах теплопроводности.