Tepelný výkon Q̇
Teplo přenesené stěnou za jednotku času v ustáleném stavu.
Tepelná technika · Přenos tepla · vedení
Kalkulačka celkového součinitele prostupu tepla stěnou
Vypočítejte přenos tepla horké médium → stěna → studené médium kombinací obou konvekčních odporů a vedení přes rovinnou stěnu.
Vytvořeno v1.0
Autor: Thibaut Grzelak, Inženýr mechanických výpočtů
02
UVýsledky
Hustota tepelného toku q″
W/m²
Tepelný výkon přenesený na jednotku plochy.
Celkový součinitel prostupu U
W/(m²·K)
Celková plošná vodivost zahrnující oba konvekční filmy a stěnu.
Celkový plošný odpor R″tot
m²·K/W
Součet 1/hₕ + e/k + 1/h𝒸.
Celkový tepelný odpor Rtot
K/W
Celkový tepelný odpor pro zadanou plochu.
R″h = — · R″wall = — · R″c = —Ustálený jednorozměrný přenos tepla přes rovinnou stěnu. Součinitele konvekce hₕ a h𝒸 jsou zadané a po celé ploše konstantní.
01Vzorce a symboly
Použité vzorce
R″h
1 / hₕKonvekční odpor teplé stranyR″wall
e / kVodivý odpor stěnyR″c
1 / h𝒸Konvekční odpor studené stranyU
1 / (1/hₕ + e/k + 1/h𝒸)Celkový součinitel prostupu teplaQ̇
U · A · ΔT∞Celkový tepelný výkon| R″h | R″wall | R″c | ΔTₕ | ΔTwall | ΔT𝒸 |
|---|
02Předpoklady a omezení
Rozsah platnosti
- Ustálený jednorozměrný přenos tepla přes rovinnou stěnu.
- Součinitele konvekce hₕ a h𝒸 jsou zadané a po celé ploše konstantní.
- Stěna je homogenní, s konstantní tepelnou vodivostí k a bez vnitřního vývinu tepla.
- T∞,h a T∞,c jsou objemové teploty médií, nikoli povrchové teploty stěny.
- Sálání, kontaktní odpor, tepelné mosty, zanášení a boční vedení nejsou zahrnuty.
- Vypočtené U platí jen pro zadaný model a není normovou hodnotou budovy ani výměníku.
03Ověřovací příklad
Referenční numerický případ
- Referenční případ: hₕ = 10, h𝒸 = 25 W/(m²·K), k = 0,5 W/(m·K), e = 0,10 m, A = 10 m² a ΔT∞ = 20 K.
- R″h = 0,10; R″wall = 0,20; R″c = 0,04 m²·K/W; R″tot = 0,34 m²·K/W.
- U = 2,941176 W/(m²·K) a q″ = 58,823529 W/m².
- Q̇ = 588,235294 W a Rtot = 0,034 K/W.
04Reference
Technické reference
- Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: convection and plane-wall thermal-resistance circuits.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.