Moc cieplna Q̇
Ciepło przenoszone przez ścianę w jednostce czasu w stanie ustalonym.
Technika cieplna · Wymiana ciepła · przewodzenie
Kalkulator ściany wielowarstwowej — opór cieplny
Oblicz ustalone przewodzenie ciepła przez 2–4 płaskie warstwy połączone szeregowo oraz opór i spadek temperatury każdej warstwy.
Utworzono v1.0
Autor: Thibaut Grzelak, Inżynier obliczeń mechanicznych
02
ΣR″Wyniki
Gęstość strumienia q″
W/m²
Moc cieplna przenoszona na jednostkę powierzchni.
Całkowity powierzchniowy opór cieplny R″tot
m²·K/W
Suma oporów przewodzenia eᵢ/kᵢ aktywnych warstw.
Całkowity opór cieplny Rtot
K/W
Całkowity opór przewodzenia ściany dla podanej powierzchni.
Przewodność powierzchniowa U
W/(m²·K)
Odwrotność całkowitego powierzchniowego oporu przewodzenia, bez warstw przejmowania ciepła.
R″tot = —Ustalone jednowymiarowe przewodzenie przez płaskie warstwy połączone szeregowo. Każda warstwa jest jednorodna, ma stałą powierzchnię i stałą przewodność cieplną.
01Wzory i symbole
Użyte wzory
R″ᵢ
eᵢ / kᵢPowierzchniowy opór cieplny warstwy iR″tot
Σ(eᵢ / kᵢ)Suma oporów warstw połączonych szeregowoU
1 / R″totPrzewodność powierzchniowa ścianyq″
ΔT / R″totStrumień ciepła przez wszystkie warstwyQ̇
A · q″Całkowita moc cieplnaeᵢe₁ … eₙmkᵢk₁ … kₙW/(m·K)APole Am²ΔTRóżnica temperatur ΔTKR″ᵢPowierzchniowy opór cieplny warstwy im²·K/Wq″Gęstość strumienia q″W/m²Q̇Moc cieplna Q̇WUPrzewodność powierzchniowa UW/(m²·K)| # | e | k | R″ᵢ | ΔTᵢ |
|---|
02Założenia i ograniczenia
Zakres stosowania
- Ustalone jednowymiarowe przewodzenie przez płaskie warstwy połączone szeregowo.
- Każda warstwa jest jednorodna, ma stałą powierzchnię i stałą przewodność cieplną.
- Wybierz od 2 do 4 warstw; każda wybrana warstwa musi mieć dodatnią grubość.
- Nie uwzględnia się oporu kontaktowego, konwekcji powierzchniowej ani promieniowania.
- Mostki cieplne, drogi równoległe, wilgoć i geometrie cylindryczne są poza modelem.
- Wyświetlane U opisuje tylko przewodzenie przez podane warstwy i nie jest normową wartością U całej przegrody.
03Przykład walidacyjny
Referencyjny przypadek liczbowy
- Przypadek odniesienia: A = 10 m² i ΔT = 20 K z trzema aktywnymi warstwami.
- 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 i Q̇ = 74,074 W dla A = 10 m².
04Źródła
Źródła techniczne
- MIT OpenCourseWare — Thermal Resistance Circuits: composite slab with resistances in series.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.