Плоская стальная стенка толщиной δс омывается с одной стороны горячими газами с температурой tl

Выполним расчет для двух случаев:
при отсутствии накипи;
при наличии накипи.
Первый случай – чистая стальная стенка
Коэффициент теплопередачи:
k=11α1+δλ+1α2 Втм2°С
k = 1/(1/93+0,002/58+1/3489) = 90,3 Вт/(м^2*°С)
Плотность теплового потока:
q=ktж1-tж2 Втм2
q = 90,3*(1050-170) = 79464 Вт/м^2
Температуры поверхностей:
Для определения температуры стенок tж1и tж2 составим уравнения для плотности теплового потока. Так как тепловой поток один и тот же во всех процессах, то получим следующие выражения:
плотность теплового потока от горячего газа к стенке по формуле Ньютона – Рихмана:
q=α1tж1-tсг
температура стенки со стороны газов:
tсг= tж1-qα1 0С
tcг = 1050 - 79464/93 = 195,55 0С
аналогично, температура стенки со стороны воды:
tсв= tж2+qα2 0С
tcв = 170 + 79464/3489 = 192,77 0С
Второй случай – стальная стенка, покрытая слоем накипи
Коэффициент теплопередачи:
k'=11α1+δλ+δнλн+1α2 Втм2 0С
k' = 1/(1/93+0,002/58+0,006/1+1/3489) = 58,56 Вт/(м^2*°С)
Плотность теплового потока:
q'=k'tж1-tж2 Втм2
q’ = 58,56*(1050-170) = 51532,8 Вт/м^2

Температуры поверхностей:
температура стенки со стороны газов:
t'сг= tж1-q'α1 0С
t’cг = 1050 - 51532,8/93 = 496 0С
температура стенки со стороны накипи:
tсн= t'сг-q'δλ 0С
t’cн = 495,88 - 51532,8*0,002/58 = 494 0С
температура накипи со стороны воды:
t'св= t2+q'α2 0С,
t’cв = 170 + 51532,8/3489 = 185 0С
Ответ:
Без накипи.
К=90,3 Вт/(м2·К)
q=79464 Вт/м2
tс1=196°С
tс2=193°С
В случае образования накипи.
К=58,56 Вт/(м2·К)
q=51532,8 Вт/м2
tс1=496°С
tс2=494°С
tс3=185°С
Рис . 5 Распределение температур
Объяснить в чём заключается вред отложения накипи стальных поверхностях нагрева