Проведення в твердих тілах - Складений стіновий корпус

Складений настінний футляр

Ми називаємо композитну стіну зіставлення декількох простих стін, виготовлених з різних матеріалів, обмежених паралельними площинами і в ідеальному контакті між собою.

Розглянемо, наприклад, композитну стінку, утворену зіставленням трьох простих стінок, товщина та теплопровідність яких, незалежно від температури, визначаються на діаграмі.

Крайні стінки обмінюються конвекцією з текучим середовищем (h коефіцієнт конвекції, θ при температурах рідини, поверхня стінок).

Легко узагальнити наведені результати. Потік через поверхню A задається:

. (рівняння 39)

Примітка:

Кожен член, виражений знаменником у наведеному вище рівнянні, називається термічним опором.

Випадок, коли теплопровідність залежить від температури

Теплопровідність матеріалу може змінюватися залежно від температури. Загалом, ця варіація є лінійною:

λ = λ0 (1 + aθ). (рівняння 40)

Беручи знову демонстрацію, встановлену для простої стіни, та інтегруючи варіацію теплопровідності, отримуємо:

. (рівняння 41)

- це не що інше, як теплопровідність λ м матеріалу, взятого за середньої температури (θ 0 + θ 1)/2.

Таким чином, ми можемо написати:

. (рівняння 42)

Що стосується температурного профілю, це можна визначити з рівняння:

. (рівняння 43)

Застосування 2

Стінка стіни знаходиться при 200 ° C. Він утеплений 10 см скловата з теплопровідністю λ (W.m -1 .K -1) = 0,025 + 5,10 -5 θ (° C)

Зовнішня поверхня ізоляції знаходиться при температурі 26 ° C.

Розрахуйте тепловий потік на одиницю площі.

Стіна великої плоскої печі складається з трьох шарів:

- 10,0 см каолінової вогнетривкої цегли всередині,

- 12,5 см ізолюючої каолінової цегли посередині,

- Зовні 12,5 см магнезиєвої цегли.

Внутрішня поверхня знаходиться при 745 ° C.

Якщо навколишнє повітря при температурі 30 ° C і якщо ми допускаємо поверхневий коефіцієнт теплообміну h = 30 Wm -2 .K -1 на зовнішній стінці, якими є теплові втрати та температура зовнішньої поверхні печі ?

Вогнетривка цегла всередині: λ 1 = 0,87 Вт.м-1.К-1

Ізоляційна цегла посередині: λ 2 = 0,60 Вт.м-1.К-1

Цегла з магнезії зовні: λ 3 = 1 Вт.м-1.K-1

= 1484,6 Вт.м -2

Температура зовні духовки:

---