Многослойная стенка

Стенки, состоящие из нескольких однородных слоев, называются многослойными. Пусть стенка состоит из трех разнородных, плотно прилегающих друг к другу слоев с толщиной δ1, δ2 и δ3 и коэффициентами теплопроводности слоев соответственно равными λ1, λ2, λ3. Известны температуры наружных поверхностей стенки t с1 и t с4. Тепловой контакт между поверхностями предполагается идеальным, температуру в местах контакта мы обозначим через t с2 и t с3.

Рисунок – Многослойная плоская стенка.

При стационарном режиме плотность потока q постоянна и для всех слоев одинакова. Поэтому на основании (6.4) можно написать:

Следовательно:

(D)

Обобщенная формула для расчета температуры tc(k+1) за любым слоем будет:

.

Сложив правые и левые части уравнений D, определим значение плотности теплового потока и запишем ее в общем виде для n – слойной стенки

. (6.6)

Общее термическое сопротивление многослойной стенки равно сумме частных сопротивлений:

. (6.7)

Внутри каждого слоя температурная кривая изменяется по прямой, но для многослойной стенки в целом она представляет собой ломаную линию.

Иногда ради сокращения выкладок многослойную стенку рассчитывают как однослойную (однородную) толщиной Δ. При этом в расчет вводится так называемый эквивалентный коэффициент теплопроводности λэк, который определяется из соотношения:

Отсюда имеем, что

(6.8)

Таким образом, λэк зависит только от значений термических сопротивлений и толщины отдельных слоев.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: