Условие задачи
1. Плоская стенка из стали (λст = 20Вт/м·К) с толщиной δст = 20 мм, покрыта слоем изоляции δиз = 22,5 мм из асбозурита (λиз = 0,162Вт/м·К). Вдоль стенки движется перегретый пар, который нагревает поверхность стальной стенки до температуры tст1 = 550ºС. Наружная поверхность слоя теплоизоляции имеет температуру tст3 = 60ºС.
Определить плотность теплового потока q (Вт/м2) и температуру внутренней
поверхности теплоизоляции tст2.
2. Для условий задачи 1 определить значение градиента температуры в каждой из
стенок.
3. Определить термическое сопротивление теплопроводности Rt однослойной
плоской стенки (δст = 400 мм), которая может быть выполнена из разных огнупорных материалов:
а) пенопласта (λпен = 0,1Вт/м·К),
б) магнезита (λмаг = 4,65Вт/м·К),
в) корунда (λкор = 2,1Вт/м·К).
Определить перепад температур Δt в стенке, если плотность теплового потока равна q = 150 Вт/м2.
Ответ
1. Находим полное термическое сопротивление 2-х слойной стенки по формуле:
Rt = ст/ст + из/из = 0,02/20 + 0,0225/0,162 = 0,140 м2·К/Вт.
Плотность теплового потока равна:
q = (tст1- tст3)/Rt = (550 - 60)/0,14 = 3500 Вт/м2 = 3,5к Вт/м2.
Температура внутренней поверхности теплоизоляции tст2, равна:
tст2 = tст1- q·ст/ст = 550 - 3500...
