я логарифмічною закону:
Тоді з урахуванням виразу отримуємо вираз для визначення щільності теплового потоку циліндричної стінки (у загальному випадку):
(7)
Повна кількість тепла, що проходить через бічну поверхню циліндричної стінки площею S=2 ?? rl (l - довжина циліндричної стінки), зручно віднести до 1 погонному метру стінки, тоді рівняння (7) необхідно помножити на 2 ?? r
(8)
Для багатошарової стінки процес теплопередачі можна розрахувати наступним способом (див. рис.2):
Рис. 2 - Розподіл температур
Кордон димові гази - сажа:
Теплопередача від гріючого середовища до сажі визначається за законом
Ньютона-Рихмана:
конв1=?? г (tг - td3) (9)
где ?? г - коефіцієнт теплопередачі від димових газів до сажі; г - температура димових газів; - температура поверхні шару сажі (на рис. td3=t4).
Повна кількість тепла, що проходить через d=d3 довжиною 1 м визначається наступним чином:
(10)
В даному випадку ?? г складається з конвективної і променистої складової, тобто
?? г=?? конв1 + ?? изл
Теплопровідність через сажу:
Кількість тепла через шар сажі визначається на підставі рівняння (8)
(11)
Теплопровідність через метал:
Кількість тепла через метал труби визначається з рівняння (8)
(12)
Теплопровідність через накип:
Кількість тепла, що проходить через накип, визначається таким чином:
(13)
Теплопровідності від накипу до насиченого пару визначається законом Ньютона:
(14)
На підставі закону збереження енергії при стаціонарному тепловому режимі
(15)
тоді
(16)
Вирішуючи спільно систему рівнянь (16) отримаємо:
(17)
Вираз (17) можна записати в наступному вигляді:
Q=K (tг - tп) (18)
де К - коефіцієнт теплопередачі
(19)
Вираз (18) можна записати в іншому вигляді:
(20)
де Rп - термічний опір теплопровідності від накипу до пару,
Rн - термічний опір теплопровідності накипу,
RM - термічний опір матеріалу труби,
с - термічний опір теплопровідності сажі,
Rг - термічний опір теплопровідності від димових газів до сажі,
Коефіцієнт тепловіддачі ?? г складається з конвективної і променистої складової, тобто .:
(21)
Коефіцієнт тепловіддачі ?? конв1 можна визначити з критеріального рівняння
(22)
де Nu -критерій Нуссельта; Re - критерій Рейнольдса; Prtг - критерій Прандтля при t=tг, Prtст - критерій Прандтля при t=tст.
Коефіцієнти с, m, n вибираються залежно від форми обтічного тіла і від діапазонів чисел Рейнольдса. Коефіцієнт з залежить також від температурного фактора і враховується співмножником в рівнянні (22).
Число Рейнольдса (характер набігаючого потоку при зовнішньому обтіканні циліндра - ламінарний, перехідний або турбулентний) можна визначити за формулою
(23)
де dc - визначальний розмір, в даному випадку dc=d3,? г - коефіцієнт кінематичної в'язкості газу.
Критерій Прандтля (характеризує співвідношення між швидкостями формування полів швидкостей і температур рухається потоку) можна визначити за формулою:
(24)
где ?? г - коефіцієнт температуропровідності димових газів.
Крім рівняння (22), критерій Нуссельта можна визначити наступним чином:
(25)
Звідси
(26)
Лучистая складова ?? изл визначаєтьс...
