Плоская стенка топочной камеры внутри которой сжигают топливо

1. Расчетная схема к задаче изображена на рисунке 1.
Рисунок 1. Расчетная схема для двухслойной стенки
2. Согласно закону сохранения энергии при установившемся режиме потоки во всех слоях равны друг другу:
q=q1=q2;
Тепловой поток для каждого из двух слоев стенки, можно выразить следующей формулой:
qi=tсi-tсi+1δiλi,
где ti+1,ti- температура стенки на границе i-го слоя, ℃;
δi - толщина стенки i-го слоя, м.
λi- коэффициент теплопроводности i-го слоя, Вт/м∙К.
3. Рассчитаем среднюю температуру стенки по формуле:
tср=tс1+tс32=900+852=492,5 ℃.
4.Найдем значения коэффициентов теплопроводностей λ1 и λ2 для каждого слоя при средней температуре стенки:
tср=492,5 ℃.
λ1=0,753+0,473∙10-3∙t=0,753+0,473∙10-3∙492,5=0,986 Вт/м∙К;
λ2=0,055+0,096∙10-3∙t+0,106∙10-6∙t2==0,055+0,096∙10-3∙492,5+0,106∙10-6∙492,52==0,128 Вт/м∙К .
5. Для стенки, состоящей из двух слоев, формула расчета теплопередачи через плоскую стенку имеет вид:
q=(tс1-tс3)δ1λ1+δ2λ2=(900-85)0,230,986+0,230,128=401,47 Вт/м2.
6. Найдем температуру на границе слоев, помня что тепловой поток через каждый слой есть величина постоянная:
q2=tс2-tс3δ2λ2=q;
Выразим величину tс2:
tс2=q2∙δ2λ2+tс3=401,47∙0,230,128+85=806,4 ℃.
7. Уточним расчет, для температуры на границе слоев tс2=806,4 ℃.
Средняя температура стенки для первого слоя:
tср1=tс1+tс22=900+806,42=853,2 ℃.
Средняя температура стенки для второго слоя:
tср1=tс2+tс32=853,2+852=469,1 ℃.
8. Найдем значения коэффициентов теплопроводностей λ1 и λ2 для каждого слоя при средних температурах стенок:
λ1=0,753+0,473∙10-3∙t=0,753+0,473∙10-3∙853,2=1,156 Вт/м∙К;
λ2=0,055+0,096∙10-3∙t+0,106∙10-6∙t2==0,055+0,096∙10-3∙469,1+0,106∙10-6∙469,12==0,1233 Вт/м∙К