Tepelný výkon Q̇
Teplo přenesené stěnou za jednotku času v ustáleném stavu.
Tepelná technika · Přenos tepla · vedení
Kalkulačka vícevrstvé stěny — tepelný odpor
Vypočítejte ustálené vedení tepla přes 2 až 4 rovinné vrstvy v sérii a odpor i pokles teploty každé vrstvy.
Vytvořeno v1.0
Autor: Thibaut Grzelak, Inženýr mechanických výpočtů
02
ΣR″Výsledky
Hustota tepelného toku q″
W/m²
Tepelný výkon přenesený na jednotku plochy.
Celkový plošný tepelný odpor R″tot
m²·K/W
Součet vodivých odporů eᵢ/kᵢ aktivních vrstev.
Celkový tepelný odpor Rtot
K/W
Celkový vodivý tepelný odpor stěny pro zadanou plochu.
Plošná tepelná vodivost U
W/(m²·K)
Převrácená hodnota celkového plošného odporu bez povrchových filmů.
R″tot = —Ustálené jednorozměrné vedení tepla přes rovinné vrstvy v sérii. Každá vrstva je homogenní s konstantní plochou a tepelnou vodivostí.
01Vzorce a symboly
Použité vzorce
R″ᵢ
eᵢ / kᵢPlošný tepelný odpor vrstvy iR″tot
Σ(eᵢ / kᵢ)Součet odporů vrstev zapojených v sériiU
1 / R″totPlošná tepelná vodivost stěnyq″
ΔT / R″totTepelný tok přes všechny vrstvyQ̇
A · q″Celkový tepelný výkoneᵢe₁ … eₙmkᵢk₁ … kₙW/(m·K)APlocha Am²ΔTTeplotní rozdíl ΔTKR″ᵢPlošný tepelný odpor vrstvy im²·K/Wq″Hustota tepelného toku q″W/m²Q̇Tepelný výkon Q̇WUPlošná tepelná vodivost UW/(m²·K)| # | e | k | R″ᵢ | ΔTᵢ |
|---|
02Předpoklady a omezení
Rozsah platnosti
- Ustálené jednorozměrné vedení tepla přes rovinné vrstvy v sérii.
- Každá vrstva je homogenní s konstantní plochou a tepelnou vodivostí.
- Zvolte 2 až 4 vrstvy; každá zvolená vrstva musí mít kladnou tloušťku.
- Kontaktní odpor, povrchová konvekce a sálání nejsou zahrnuty.
- Tepelné mosty, paralelní cesty, vlhkost a válcové geometrie jsou mimo model.
- Zobrazené U popisuje pouze vedení přes zadané vrstvy a není normovou hodnotou celé konstrukce.
03Ověřovací příklad
Referenční numerický případ
- Referenční případ: A = 10 m² a ΔT = 20 K se třemi aktivními vrstvami.
- e₁/k₁ = 0,10/0,04 = 2,50; e₂/k₂ = 0,05/0,50 = 0,10; e₃/k₃ = 0,10/1,00 = 0,10 m²·K/W.
- R″tot = 2,70 m²·K/W; U = 0,37037 W/(m²·K).
- q″ = 7,4074 W/m² a Q̇ = 74,074 W pro A = 10 m².
04Reference
Technické reference
- MIT OpenCourseWare — Thermal Resistance Circuits: composite slab with resistances in series.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.