Порядок расчёта

1. Определяем линейный коэффициент теплопередачи от газа к воде по формуле (7.15):

2. Вычисляем линейную плотность теплового потока через однослойную цилиндрическую стенку

q _l = π (t_r – t_в) · К _l =3,14(1000 – 80)·7,64=22070 Вт/м.

3. Находим температуру внутренней поверхности трубы t_с1, используя формулу:

q _l = α₁ · π ·d₁ (t_r – t_с1),

откуда

4. Температуру наружной поверхности трубы t_с2 найдём из уравнения

q _l = α₂ · π · d₂ (t_с2 – t_в),

отсюда

5. При наличии слоя накипи на наружной поверхности трубы линейный коэффициент теплопередачи определим по формуле (7.18) для двухслойной цилиндрической стенки:

6. Линейная плотность теплового потока при наличии накипи равна

q _l ΄ = К _l ΄·π (t_r – t_в) = 6,72 · 3,14 (1000 – 80) = 19413 Вт/м.

7. Температура на наружной поверхности трубы будет равна

Вывод: образование накипи на поверхности трубы приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи и температуры наружной поверхности трубы.

Задание 7. Горячий газ, омывающий снаружи тонкую стальную трубу, имеет среднюю температуру t_г и коэффициент теплоотдачи α₁; труба изнутри охлаждается воздухом со средней температурой t_в при давлении p₂=0,1 МПа. Определить скорость воздуха, обеспечивающую среднюю температуру стенки трубы не выше t₁; если внутренний диаметр трубы d₁, толщина ее δ и коэффициент теплопроводности λ = 20 Вт/(м · К). Данные, необходимые для решения задачи, выбрать из табл. 7.2

Таблица 7.2