Расчет теплопередач Задача №1. Расчет теплопередачи через
Плоскую многослойную стенку
Плоская стальная стенка толщиной δс омывается с одной стороны горячими газами с температурой 
, а с другой стороны – водой с температурой 
.
Определить коэффициент теплопередачи k от газов к воде, плотность теплового потока q и температуры обеих поверхностей стенки, если известны коэффициенты теплоотдачи от газа к стенке α1 и от стенки к воде α2, коэффициент теплопроводности стали λ.
Определить также все указанные выше величины, если стенка со стороны воды покроется слоем накипи толщиной δн; коэффициент теплопроводности накипи 
.
Построить температурные графики в R,t и x,t - координатах.
Объяснить, в чем состоит вред отложения накипи на стальных поверхностях нагрева.
Исходные данные:
Решение
Выполним расчет для двух случаев:
1) при отсутствии накипи;
2) при наличии накипи.
I. Первый случай – чистая стальная стенка
1. Коэффициент теплопередачи:
2. Плотность теплового потока:
3. Температуры поверхностей:
Для определения температуры стенок и 
составим уравнения для плотности теплового потока. Так как тепловой поток один и тот же во всех процессах, то получим следующие выражения:
а) плотность теплового потока от горячего газа к стенке по формуле Ньютона – Рихмана:
б) Плотность теплового потока, обусловленная теплопроводностью через твёрдую стенку по закону Фурье:
в) 
плотность теплового потока от поверхности стенки к воде описывается законом Ньютона – Рихмана:
Из этих уравнений найдем соответствующие размерности температур:
Отсюда,
температура стенки со стороны газов:
температура стенки со стороны воды:
II. Второй случай – стальная стенка покрытая слоем накипи
1. Коэффициент теплопередачи:
2. 
Плотность теплового потока:
3. Температуры поверхностей:
Для определения температуры стенок и составим уравнения для плотности теплового потока. Так как тепловой поток один и тот же во всех трёх процессах, то получим следующие выражения:
а) плотность теплового потока от горячего газа к стенке по формуле Ньютона – Рихмана:
б) плотность теплового потока, обусловленная теплопроводностью через твёрдую стенку по закону Фурье:
в) плотность теплового потока, обусловленная теплопроводностью через слой накипи по закону Фурье:
г) плотность теплового потока от поверхности стенки к воде по формуле Ньютона – Рихмана:
Из этих уравнений найдем соответствующие размерности температур:
Отсюда, температура стенки со стороны газов:
температура стенки со стороны накипи:
температура стенки со стороны воды:
4. Термическое сопротивление:
а) от газа к поверхности стенки:
б) стенки:
в) накипи:
г) от накипи к жидкости
Ответ:
