Плоская стенка топочной камеры, внутри которой сжигают топливо, состоит из двух слоев разнородных материалов.. 3

Плоская стенка топочной камеры, внутри которой сжигают топливо, состоит из двух слоев разнородных материалов. Толщины слоев δ1 и δ2, коэффициенты теплопроводности λ1 и λ2 зависят от температуры. Известны температуры tс1 и tс3 на внутренней и наружной стенке камеры, площадь стенки F, м2. Определить: 1. Температуру tс2 контакта слоев. 2. Удельный q,Втм2 и полный Q, Вт тепловой поток, проходящий через стенку при стационарном тепловом режиме. 3. Количество тепловой энергии Qτ, Дж, теряемое через стенку за 1 час работы. Исходные данные: вариант №13 δ1=0,23 м; δ2=0,115 м; λ1=0,87+0,38⋅10-3t-0,009⋅10-6t2Втм⋅К; λ2=0,108+0,068⋅10-3 t+0,050⋅10-6t2Втм⋅К; tс1=800 °C;tс3=96 °C;F=5 м2

1. Т.к. теплопроводность зависит от температуры, зададимся средней температурой: t'=800+962=448 °C.
2. Вычислим коэффициенты теплопроводности с t':
λ1=0,87+0,38⋅10-3⋅448-0,009⋅10-6⋅4482=1,04 Втм⋅К
λ2=0,108+0,068⋅10-3⋅448+0,050⋅10-6⋅4482=0,138 Втм⋅К
3. Вычислим тепловые сопротивления:
R1=δ1λ1=0,231,04=0,221 м2⋅КВт
R2=δ2λ2=0,1150,138=0,83 м2⋅КВт
4 . Вычислим плотность теплового потока:
q=Tс1-Tс3i=1nRi=1073-3690,221+0,83=669,513Втм2
5. Вычислим полный тепловой поток:
Q=q⋅F=669,513⋅5=3347,566 Вт
6. Вычислим температуру tс2:
q=Tс1-Tс2R1
Tс2=Tс1-qR1=924,968 К
tс2=651,968 °C
7. Проверим, правильно ли мы задались средней температурой, подставив средние температуры t1''=800+651,9622=725,98 °C и t2''=651,968+962=373,98 °C.
7.1 Вычислим коэффициенты теплопроводности:
λ1=0,87+0,38⋅10-3⋅725,98 -0,009⋅10-6⋅725,98 2=1,146 Втм⋅К
λ2=0,108+0,068⋅10-3⋅373,98+0,050⋅10-6⋅373,982=0,134 Втм⋅К
7.2 Повторим пункты 3-4 и запишем результаты вычислений:
R1=0,2 м2⋅КВт;R2=0,859 м2⋅КВт;q=664,112Втм2
7.3 Вычислим ошибку:
Δq=669,513-664,112669,513⋅100%=0,8%
Т.к

. Вычислим плотность теплового потока:
q=Tс1-Tс3i=1nRi=1073-3690,221+0,83=669,513Втм2
5. Вычислим полный тепловой поток:
Q=q⋅F=669,513⋅5=3347,566 Вт
6. Вычислим температуру tс2:
q=Tс1-Tс2R1
Tс2=Tс1-qR1=924,968 К
tс2=651,968 °C
7. Проверим, правильно ли мы задались средней температурой, подставив средние температуры t1''=800+651,9622=725,98 °C и t2''=651,968+962=373,98 °C.
7.1 Вычислим коэффициенты теплопроводности:
λ1=0,87+0,38⋅10-3⋅725,98 -0,009⋅10-6⋅725,98 2=1,146 Втм⋅К
λ2=0,108+0,068⋅10-3⋅373,98+0,050⋅10-6⋅373,982=0,134 Втм⋅К
7.2 Повторим пункты 3-4 и запишем результаты вычислений:
R1=0,2 м2⋅КВт;R2=0,859 м2⋅КВт;q=664,112Втм2
7.3 Вычислим ошибку:
Δq=669,513-664,112669,513⋅100%=0,8%
Т.к