Warmtestroom Q̇
Warmte die in stationaire toestand per tijdseenheid door de wand wordt overgedragen.
Warmteleer · Warmteoverdracht · geleiding
Warmteweerstand van een meerlagige wand berekenen
Bereken stationaire warmtegeleiding door 2 tot 4 vlakke lagen in serie en de weerstand en temperatuurdaling per laag.
Aangemaakt op v1.0
Door Thibaut Grzelak, Ingenieur mechanische berekeningen
02
ΣR″Resultaten
Warmtestroomdichtheid q″
W/m²
Overgedragen warmtestroom per oppervlakte-eenheid.
Totale oppervlakteweerstand R″tot
m²·K/W
Som van de geleidende weerstanden eᵢ/kᵢ van de actieve lagen.
Totale warmteweerstand Rtot
K/W
Totale geleidende warmteweerstand van de wand voor het ingevoerde oppervlak.
Oppervlakteconductantie U
W/(m²·K)
Inverse van de totale geleidende oppervlakteweerstand, zonder oppervlaktefilms.
R″tot = —Stationaire eendimensionale warmtegeleiding door vlakke lagen in serie. Elke laag is homogeen met constant oppervlak en constante warmtegeleidbaarheid.
01Formules en symbolen
Gebruikte formules
R″ᵢ
eᵢ / kᵢWarmteweerstand per oppervlak van laag iR″tot
Σ(eᵢ / kᵢ)Som van de laagweerstanden in serieU
1 / R″totOppervlakteconductantie van de wandq″
ΔT / R″totWarmtestroomdichtheid door alle lagenQ̇
A · q″Totaal warmtevermogeneᵢe₁ … eₙmkᵢk₁ … kₙW/(m·K)AOppervlakte Am²ΔTTemperatuurverschil ΔTKR″ᵢWarmteweerstand per oppervlak van laag im²·K/Wq″Warmtestroomdichtheid q″W/m²Q̇Warmtestroom Q̇WUOppervlakteconductantie UW/(m²·K)| # | e | k | R″ᵢ | ΔTᵢ |
|---|
02Aannames en beperkingen
Toepassingsgebied
- Stationaire eendimensionale warmtegeleiding door vlakke lagen in serie.
- Elke laag is homogeen met constant oppervlak en constante warmtegeleidbaarheid.
- Selecteer 2 tot 4 lagen; elke geselecteerde laag moet een strikt positieve dikte hebben.
- Contactweerstand, oppervlakteconvectie en straling zijn niet opgenomen.
- Koudebruggen, parallelle paden, vocht en cilindrische geometrieën vallen buiten het model.
- De getoonde U vertegenwoordigt alleen geleiding door de ingevoerde lagen en is geen gereglementeerde U-waarde van de volledige constructie.
03Validatievoorbeeld
Numerieke referentiecase
- Referentie: A = 10 m² en ΔT = 20 K met drie actieve lagen.
- 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 en Q̇ = 74,074 W voor A = 10 m².
04Bronnen
Technische bronnen
- MIT OpenCourseWare — Thermal Resistance Circuits: composite slab with resistances in series.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.