Исходные данные

Постановка задачи

По стальной трубе с наружным диаметром d₂ и толщиной стенки движется газ со средней температурой t_г (коэффициент теплопроводности материала стенки трубы – ). Наружная поверхность трубы омывается жидкостью со средней температурой t_ж.

Коэффициент теплоотдачи от газа к внутренней поверхности трубы равен ₁, а от внешней поверхности к жидкости – ₂.

Определить линейную плотность теплового потока q_ℓ и температуры внутренней и внешней поверхности трубы t_с1 и t_с2.

Как численно изменяется линейная плотность теплового потока и температуры внутренней и внешней поверхности трубы, если с внешней стороны труба покрылась слоем загрязнения или накипи толщиной _н с коэффициентом теплопроводности _н при условии, что коэффициент теплоотдачи ₂ не изменяется.

Исходные данные

Решение:

1. Рассмотрим сначала трубу без накипи. Запишем выражения, определяющие линейную плотность теплового потока при теплопроводности через цилиндрическую стенку:

- внутренний диаметр трубы.

Найдем линейную плотность теплового потока

Зная линейную плотность найдем температуры поверхности стенки и

2. Рассмотрим данную задачу при условии, что на поверхности есть накипь или какое-то загрязнение. В этом случае можно применить формулу для линейной плотности теплового потока при теплопроводности через многослойную цилиндрическую стенку:

;

Найдем насколько изменился тепловой поток