Методические указания к курсовой работе по ''Теоретическим основам теплотехники'' для студентов специальности

Из теории теплопередачи известно, что количество теплоты, отдаваемого поверхностью ребра в окружающую среду, равно :
,
где: - температура основания ребра (практически равна температуре
внутреннего теплоносителя);
- температура внешнего теплоносителя (температура теплоносителя,
омывающего ребро);
- коэффициент теплоотдачи с поверхности ребра в окружающее
пространство;
- поверхность ребра;
- высота ребра;
- толщина ребра;
-гиперболический тангенс
Величина является важной характеристикой процесса теплопроводности и носит название критерия Био. Этот безразмерный комплекс представляет собой отношение
внутреннего термического сопротивления теплопроводности к внешнему термическому сопротивлению теплоотдачи . Из уравнения видно, что при вполне определенных значениях и тепловой поток зависит от величины :
, (10)
- называется коэффициентом эффективности поверхности теплообмена.


Тепловой поток будет иметь максимальное значение при , то есть будет рассчитываться по закону Ньютона как для неоребренной стенки. Это возможно лишь при условии , т.е., при значении внутреннего термического сопротивления теплопроводности в свою очередь означает, что температура по всей поверхности ребра будет одинаковой и равной температуре в его основании. Таким образом, тепловой поток с поверхности ребра будет максимальным в случае, если градиент температур по длине ребра будет равен 0. В действительности, градиент температуры по длине ребра не может быть равен 0, так как имеет всегда какое-то конечное значение. Это значит, что тепловой поток с поверхности ребра будет всегда меньше максимального значения из-за наличия градиента температуры по длине ребра, что и учитывается коэффициентом эффективности поверхности теплообмена . Из сказанного также следует, что ребра следует выполнять из материала с высоким коэффициентом теплопроводности (медь, алюминий).