Laju panas Q̇
Panas yang menembus dinding per satuan waktu pada kondisi tunak.
Rekayasa termal · Perpindahan panas · konduksi
Kalkulator dinding multilapis — tahanan termal
Hitung konduksi tunak melalui 2 hingga 4 lapisan datar yang tersusun seri serta tahanan dan penurunan suhu tiap lapisan.
Dibuat v1.0
Oleh Thibaut Grzelak, Insinyur Analisis Mekanik
02
ΣR″Hasil
Fluks panas q″
W/m²
Laju perpindahan panas per satuan luas.
Tahanan termal per luas total R″tot
m²·K/W
Jumlah tahanan konduksi eᵢ/kᵢ dari lapisan aktif.
Tahanan termal total Rtot
K/W
Tahanan konduksi total dinding untuk luas yang dimasukkan.
Konduktansi per luas U
W/(m²·K)
Kebalikan tahanan konduksi total per luas, tanpa film permukaan.
R″tot = —Konduksi tunak satu dimensi melalui lapisan datar yang tersusun seri. Setiap lapisan homogen dengan luas dan konduktivitas termal konstan.
01Rumus dan simbol
Rumus yang digunakan
R″ᵢ
eᵢ / kᵢTahanan termal per luas lapisan iR″tot
Σ(eᵢ / kᵢ)Jumlah tahanan lapisan yang tersusun seriU
1 / R″totKonduktansi per luas dindingq″
ΔT / R″totFluks panas melalui semua lapisanQ̇
A · q″Laju panas totaleᵢe₁ … eₙmkᵢk₁ … kₙW/(m·K)ALuas Am²ΔTPerbedaan suhu ΔTKR″ᵢTahanan termal per luas lapisan im²·K/Wq″Fluks panas q″W/m²Q̇Laju panas Q̇WUKonduktansi per luas UW/(m²·K)| # | e | k | R″ᵢ | ΔTᵢ |
|---|
02Asumsi dan batasan
Batas keberlakuan
- Konduksi tunak satu dimensi melalui lapisan datar yang tersusun seri.
- Setiap lapisan homogen dengan luas dan konduktivitas termal konstan.
- Pilih 2 hingga 4 lapisan; setiap lapisan yang dipilih harus memiliki ketebalan positif.
- Tahanan kontak, konveksi permukaan, dan radiasi tidak disertakan.
- Jembatan termal, jalur paralel, kelembapan, dan geometri silinder berada di luar model.
- Nilai U yang ditampilkan hanya mewakili konduksi melalui lapisan yang dimasukkan dan bukan nilai U regulasi seluruh rakitan.
03Contoh validasi
Kasus numerik acuan
- Kasus acuan: A = 10 m² dan ΔT = 20 K dengan tiga lapisan aktif.
- 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 dan Q̇ = 74,074 W untuk A = 10 m².
04Referensi
Referensi teknis
- MIT OpenCourseWare — Thermal Resistance Circuits: composite slab with resistances in series.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.