Задача: Теплота газообразных продуктов сгорания топлива передается через стенку котла кипящей воде

Теплота газообразных продуктов сгорания топлива передается через стенку котла кипящей воде (рис. 4).

Рис. 4.

Дано:

1) температура газов – t_ж1=900 ºС, воды – t_ж2=160 ºС;

2) коэффициенты теплоотдачи от газов к стенке – и от стенки к воде – α₁=125 Вт/(м²∙К); α₂=2300 Вт/(м²∙К);

3) толщина слоя сажи со стороны газов δ₁=3 мм и с теплопроводностью λ₁=0,2 Вт/(м∙К);

4) толщина стальной стенки котла δ₂=10 мм с теплопроводностью λ₂=50 Вт/(м∙К);

5) толщина слоя накипи со стороны воды δ₃=2 мм и с теплопроводностью λ₃=0,8 Вт/(м∙К).

Провести расчет теплопередачи от газов к воде последовательно:

а) через плоскую стальную стенку;

б) через стальную стенку, покрытую слоем накипи;

в) через стальную стенку, покрытую слоями накипи и сажи.

При этом выполнить следующие операции:

1) определить частные термические сопротивления R_α1, R_λ1, R_λ2, R_λ3, R_α2 и общие термические сопротивления теплопередачи R_а, R_б, R_в, м²∙К/Вт;

2) определить коэффициенты теплопередачи от газов к воде k_а, k_б, k_в, Вт/(м²∙К);

3) определить плотности теплового потока, проходящего через стенки q_а, q_б, q_в, Вт/м²;

4) сравнить в процентах величины коэффициентов теплопередачи для случаев "а", "б", "в", взяв за 100% величину коэффициента теплопередачи через чистую металлическую стенку (случай "а");

5) определить для случая "в" эквивалентную теплопроводность λ_экв, Вт/(м∙К), и температуры поверхностей всех слоёв стенки ( t_c1, t_c2, t_c3, t_c4 );

6) построить график распределения температуры в стенке в координатах t-x;

7) провести для случая "в" графическое определение температур между слоями в координатах t-R и сверить их с данными аналитического расчёта.

Решение в word13.