Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку

Пусть имеется цилиндриче­ская трубчатая поверхность с внутренним диаметром d₁, внешним диаметром d₂ и длиной L (Рис. 13.3). Стенка трубы однородна, её коэффициент теплопроводности λ.

Внутри трубы протекает горячая среда с температурой t_Ж1, а снаружи – хо­лодная с температурой t_Ж2. Температуры поверхностей стенки обозначим их t_С1 и t_С2. Со стороны горячей среды суммарный ко­эффициент теплоотдачи равен α₁, а со стороны холодной – α₂.

Рис. 13.3. Теплопередача через однослойную цилиндрическую стенку

Тепловой ре­жим стационарный, поэтому линейный тепловой поток q_L величина посто­янная и можно записать следующую систему уравнений для удельного теплового потока:

(13.25)

Из этих уравнений вынесем температурные напоры:

(13.26)

Сложим, левые и правые части полученных выражений:

(13.27)

Отсюда получим уравнение для линейного удельного теплового потока:

(13.28)

где K_L –линейный коэффициент теплопередачи, Вт /(м К).

, Вт /(м·К) (13.29)

Линейное термическое сопро­тивление теплопередачи находится по формуле:

, м·К/Вт (13.30)

Значения температур поверхностей стенки t_С1 и t_С2 определяются из формул системы (13.26):

(13.31)

(13.32)