Strata ciepła na jednostkę długości q′
W/m
Moc cieplna przenoszona na jednostkę długości rury.
Technika cieplna · Wymiana ciepła · przewodzenie
Kalkulator przewodzenia cylindrycznego — straty ciepła rury
Oblicz ustalone przewodzenie przez jedną jednorodną warstwę cylindryczną na podstawie średnicy wewnętrznej, grubości, przewodności i różnicy temperatur powierzchni.
Utworzono v1.0
Autor: Thibaut Grzelak, Inżynier obliczeń mechanicznych
02
q′Wyniki
Moc cieplna Q̇
Ciepło przenoszone przez ścianę w jednostce czasu w stanie ustalonym.
Opór cieplny na jednostkę długości R′
K·m/W
Cylindryczny opór przewodzenia odniesiony do jednostki długości.
Opór cieplny R
K/W
Całkowity opór cieplny przewodzenia dla podanej długości.
Średnica zewnętrzna D₂
Obliczona średnica zewnętrzna D₂ = D₁ + 2e.
Ustalone jednowymiarowe przewodzenie radialne. Jedna jednorodna warstwa cylindryczna o stałej przewodności cieplnej k.
01Wzory i symbole
Użyte wzory
R′
ln(r₂ / r₁) / (2πk)Opór cieplny na jednostkę długości R′q′
ΔT / R′Strata ciepła na jednostkę długości q′Q̇
q′ · LMoc cieplna Q̇R
R′ / LOpór cieplny RD₂
D₁ + 2eŚrednica zewnętrzna D₂02Założenia i ograniczenia
Zakres stosowania
- Ustalone jednowymiarowe przewodzenie radialne.
- Jedna jednorodna warstwa cylindryczna o stałej przewodności cieplnej k.
- D₁ jest średnicą wewnętrznej powierzchni warstwy przewodzącej; dla izolacji użyj średnicy zewnętrznej rury pod izolacją.
- Tₕ i T𝒸 są temperaturami powierzchni warstwy, a nie temperaturami płynu i powietrza otoczenia.
- Konwekcja, promieniowanie, opór kontaktowy, podpory i przewodzenie osiowe nie są uwzględnione.
- Obliczenie jest fizycznym oszacowaniem wyłącznie przewodzenia i nie stanowi kontroli normowej.
03Przykład walidacyjny
Referencyjny przypadek liczbowy
- Przypadek odniesienia: D₁ = 0,10 m, e = 0,05 m, k = 0,04 W/(m·K), L = 10 m i ΔT = 20 K.
- D₂ = 0,20 m i R′ = 2,757945 K·m/W.
- q′ = 7,251776 W/m.
- Q̇ = 72,517762 W i R = 0,2757945 K/W.
04Źródła
Źródła techniczne
- Incropera et al. — Fundamentals of Heat and Mass Transfer: steady radial conduction through cylinders.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.