Определение толщины отложений на внутренней поверхности теплообменников путем решения обратной задачи теплопроводности

Аннотация

В настоящее время в промышленности, строительстве, энергетике и других производственных отраслях большое внимание уделяется энергоэффективности и энергосбережению. На энергоэффективность теплообменных устройств существенное влияние оказывают различного рода отложения на их внутренней поверхности, поэтому важно определить толщину отложений без вскрытия теплообменников. Экспериментальное определение представляет сложную техническую задачу, для решения которой требуется применение специального дорогостоящего оборудования. Для этих целей наилучшим образом подходят аналитические методы. Используя полученное точное аналитическое решение стационарной задачи теплопроводности для двухслойной плоской стенки при неоднородных граничных условиях первого и третьего рода, разработан аналитический метод определения толщины слоя отложений на внутренней поверхности теплообменников по известной из эксперимента температуре на их внешней поверхности. Толщина отложений находится из решения обратной задачи теплопроводности путем подстановки экспериментального значения температуры в формулу точного аналитического решения. Полученное соотношение приводится к степенному алгебраическому уравнению, из решения которого находится искомая толщина отложений.

Ключевые слова

теплообменник , двухслойная стенка , толщина отложений , стационарная задача теплопроводности , обратная задача теплопроводности