Теплоотдача через ребристую плоскую стенку

Заданы: t_ж1, t_ж2, d, d', b, , a_p, , a_c.

Найти: тепловой поток через плоскую ребристую стенку без граничных размеров.

Стенка оребрена со стороны меньшего a. Так как ширина ребра b больше толщины d, то полагаем, что периметр поперечного сечения ребра u = 2 (b + d)» 2b, а площадь поперечного сечения ребра: f = b× d, следовательно, параметр ребра

.

Уравнение теплового потока с поверхности ребра:

, (7.14)

где – коэффициент эффективности ребра,

число подобия представляет собой отношение внутреннего термического сопротивления теплопроводности к внешнему термическому сопротивлению теплоотдачи:

.

Эффективность ребра Е стремится к 1, при или Вi ® 0.

Тепловой поток Q_c, отдаваемый гладкой частью оребрённой поверхности

.

Тогда общий тепловой поток, отданный ребристой поверхностью

,

.

Приведённый коэффициент теплоотдачи a_пр определяется из выражения:

. (7.15)

Приведённый коэффициент теплоотдачи – это такой усреднённый коэффициент теплоотдачи ребристой стенки, который учитывает теплоотдачу поверхности ребра, поверхности гладкой стенки и эффективность работы ребра.

Для передачи теплоты через ребристую стенку запишем систему уравнений (закон сохранения теплового потока):

(7.16)

Выражая из этих уравнений разности температур и складывая их почленно, мы получаем выражение для общего теплового потока:

. (7.17)

Если тепловой поток Q отнести к оребрённой поверхности, то мы получим выражение:

.

Если отнести тепловой поток к неоребрённой поверхности стенки, то мы получим выражение для плотности теплового потока через неоребрённую поверхность:

,

где – коэффициент теплопередачи при отнесении теплового потока к неоребрённой поверхности.

. (7.19)

Отношение называется коэффициентом оребрения, он больше 1 ().