Warmtestroom Q̇
Warmte die in stationaire toestand per tijdseenheid door de wand wordt overgedragen.
Warmteleer · Warmteoverdracht · geleiding
Totale warmteoverdrachtscoëfficiënt van een wand
Bereken warmteoverdracht warm fluïdum → wand → koud fluïdum door beide convectieweerstanden en de geleiding door een vlakke wand te combineren.
Aangemaakt op v1.0
Door Thibaut Grzelak, Ingenieur mechanische berekeningen
02
UResultaten
Warmtestroomdichtheid q″
W/m²
Overgedragen warmtestroom per oppervlakte-eenheid.
Totale warmtedoorgangscoëfficiënt U
W/(m²·K)
Totale oppervlakteconductantie inclusief beide convectiefilms en de wand.
Totale oppervlakteweerstand R″tot
m²·K/W
Som 1/hₕ + e/k + 1/h𝒸.
Totale warmteweerstand Rtot
K/W
Totale warmteweerstand voor het ingevoerde oppervlak.
R″h = — · R″wall = — · R″c = —Stationaire eendimensionale warmteoverdracht door een vlakke wand. De convectiecoëfficiënten hₕ en h𝒸 zijn opgelegd en uniform over het oppervlak.
01Formules en symbolen
Gebruikte formules
R″h
1 / hₕConvectieweerstand warme zijdeR″wall
e / kGeleidingsweerstand van de wandR″c
1 / h𝒸Convectieweerstand koude zijdeU
1 / (1/hₕ + e/k + 1/h𝒸)Totale warmteoverdrachtscoëfficiëntQ̇
U · A · ΔT∞Totaal warmtevermogen| R″h | R″wall | R″c | ΔTₕ | ΔTwall | ΔT𝒸 |
|---|
02Aannames en beperkingen
Toepassingsgebied
- Stationaire eendimensionale warmteoverdracht door een vlakke wand.
- De convectiecoëfficiënten hₕ en h𝒸 zijn opgelegd en uniform over het oppervlak.
- De wand is homogeen met constante warmtegeleidbaarheid k en zonder interne warmteproductie.
- T∞,h en T∞,c zijn bulktemperaturen van de fluïda, geen wandoppervlaktetemperaturen.
- Straling, contactweerstand, koudebruggen, vervuiling en laterale geleiding zijn niet opgenomen.
- De berekende U geldt alleen voor het ingevoerde model en is geen normatieve gebouw- of warmtewisselaarwaarde.
03Validatievoorbeeld
Numerieke referentiecase
- Referentie: hₕ = 10, h𝒸 = 25 W/(m²·K), k = 0,5 W/(m·K), e = 0,10 m, A = 10 m² en 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) en q″ = 58,823529 W/m².
- Q̇ = 588,235294 W en Rtot = 0,034 K/W.
04Bronnen
Technische bronnen
- 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.