Задача №1.17

Определить тепловой поток через 1м² кирпичной стены помещения толщиной в два кирпича (δ = 510 мм) с коэффициентом теплопроводности λ=0,8 Вт/(м ºС). Температура воздуха внутри помещения t_ж1 = 18°C; коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности стенки α₁=7,5Вт/(м^2ºС); температура наружного воздуха t_ж2 = -30°C; коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности стены, обдуваемой ветром, α₂=20Вт/(м^2ºС). Вычислить также температуры на поверхностях стены t_с1 и t_с2.

Дано: δ = 510мм; λ =0,8 Вт/(м∙ ºС); α1 =7,5 Вт/(м2∙ ºС); α2 =20 Вт/(м2∙ ºС); t ж1 = 18 °C; t ж2 = -30 °C; Найти: рассчитать плотность теплового потока, ; определить температуру tc1 и tc2

Решение

1. Согласно уравнению теплопередачи через плоскую стенку, плотность теплового потока вычисляется:

где -температура воздуха внутри помещения и снаружи соответственно, ˚С; k - коэффициент теплопередачи, который характеризует интенсивность теплопередачи, и численно равен плотности теплового потока, передающейся от первой жидкости (воздуха внутри помещения) к другой (воздуху снаружи помещения) через разделяющую их стенку при разности температур между жидкостями в 1 ˚С, Вт/(м²∙ ^ºС).

Коэффициент теплопередачи определяется следующим образом:

где -коэффициент теплоотдачи к внутренней поверхности и от наружной поверхности обдуваемой ветром соответственно, этот коэффициент характеризует интенсивность теплоотдачи и численно равен плотности теплового потока, передаваемого при разности температур равной 1 ˚С, Вт/(м²∙ ^ºС).

Тогда,

Значит плотность теплового потока:

2. Согласно закону Ньютона – Рихмана:

Из этого соотношения и определим температуры стенок t_c1 и t_c2.

Получается:

Ответ: 10,2 С; -27,1 С и 58,5 Вт/м².