2015-04-01
833
Рассмотрим процесс теплопроводности в плоской стенке, длина и ширина которой безграничны по сравнению с толщиной 
.
Если подставить в уравнение Фурье следующие значения:
– разность температур стенок на входе и выходе теплового потока;
– толщина стенки;
– площадь теплообмена;
– время.
то количество передаваемой теплоты через стенку будет равно:
, [ Вт ] (2.4)
Удельный тепловой поток, отнесенный к 1 м2 поверхности теплообмена за время 1с, составляет:
, 
(2.5)
- температурный напор;
Коэффициент теплопроводности 
показывает, какое количество тепла передается через стенку площадью 1 м2, толщиной 1 м за 1 с при разности температур стенок в 10С, то есть характеризует способность тела проводить теплоту.
Теплопроводность веществ различна и зависит от большого числа факторов. Для газов существенными являются температура и давление. Так, например, для газов с повышением температуры теплопроводность возрастает, а для перегретого пара возрастает также и с повышением давления; для жидкостей несколько уменьшается с повышением температуры. Исключение составляет вода, для которой теплопроводность имеет максимум при температуре около 1200С, а при дальнейшем увеличении температуры воды уменьшается. Для большинства металлов уменьшается с повышением температуры. Для строительных материалов существенное значение имеют их пористость и влажность. С увеличением пористости уменьшается, так как поры материала заполняются газами, имеющими малую теплопроводность. При заполнении же пор влагой материала возрастает, так как теплопроводность последней достаточно велика.
|
|
|
Ориентировочные значения для различных веществ приведены в таблице 2.1
Таблица 2.1
| Материал | ,
Вт/(м.К)
| Материал | ,
Вт/(м.К)
|
| Металлы: медь красная……... алюминии………… латунь……………. сталь углеродистая Строительные материалы: кирпич красный, 0…..3000С………… бетон сухой, 200С.. шлакобетон, 200С.. дерево…………….. | 116…175 46,5…58 0,5…0,6 0,84 0,7 0,2…0,5 | Теплоизоляционные материалы: асбестовый картон…. войлок………………. пробковые плиты…… Разные вещества: вода, 0…1000С……… воздух, 0…10000С….. котельная накипь…… сажа…………………. | 0,175 0,046 0,042…0,058 0,15…0,29 0,020…0,08 0,082…2,3 0,23 |
Теплопроводность через многослойную стенку.
Стенки, состоящие из нескольких разнородных слоев, называются многослойными. Такими являются стенки печей, котлов и других тепловых устройств, обмуровка которых состоит из слоев огнеупорной кладки, обычного кирпича и изоляции. Все слои плотно примыкают друг к другу.
Рассмотрим передачу тепла через трехслойную стенку. Обозначим 
– толщина стенок, 
– теплопроводность соответственно первого, второго и третьего слоев стенки. При стационарном режиме плотность тепловых потоков, проходящих через каждый слой стенки, одинакова.
|
|
|
Удельный тепловой поток через трехслойную стенку составит:
. (2.6)
Удельный тепловой поток через многослойную стенку определяется по формуле:
= 
/R. (2.7)
температурный напор, 
;
термическое сопротивление многослойной стенки.
Тепловой поток, через многослойную стенку:
(2.8)
Рис.2.2 Схема переноса тепла теплопроводностью через
трехслойную стенку.
