Многослойная цилиндрическая стенка. Рассмотрим передачу тепла через двухслойную цилиндрическую стенку (рис

Рассмотрим передачу тепла через двухслойную цилиндрическую стенку (рис. 16.4) при установившемся тепловом потоке. Температуры горячей и холодной сред tж1 и tж2, соответственно.

Известны диаметры обоих слоев d1, d2 и d3. Коэффициенты теплопроводности слоев постоянны и равны l1 и l2, коэффициенты теплоотдачи со стороны горячей и холодной сред a1 и a2. Неизвестны температуры поверхностей, контактирующих с горячей и холодной средами tс1 и tс3, а также температура соприкосновения цилиндрических слоев tс2.

Так как тепловой поток стационарный, то от горячего теплоносителя к поверхности к единице длины трубы пойдет тепловой поток

.

Рис. 16.4. Теплопередача через многослойную цилиндрическую стенку

Этот же тепловой поток пройдет через внутреннюю трубу

и через наружную трубу

,

и, наконец, от наружной поверхности внешней трубы будет воспринят холодным теплоносителем

.

Из этих уравнений определяем частные температурные напоры:

(16.14)

Складывая отдельно левые и правые части уравнений системы, получим значение полного температурного напора

.

Отсюда значение линейного теплового потока

; (16.15)

. (16.16)

Здесь — полное линейное термическое сопротивление теплопередачи двухслойной цилиндрической поверхности;

— линейный коэффициент теплопередачи.

Для многослойной стенки значение линейного коэффициента теплопередачи будет иметь вид

. (16.17)

Значение неизвестных температур стенок tс1, tс2 и tс3 можно найти из уравнений частных температурных напоров

; (16.18)

; (16.19)

; (16.20)