Putere termică Q̇
Căldura transferată prin perete pe unitatea de timp în regim staționar.
Inginerie termică · Transfer termic · conducție
Coeficient global de transfer termic printr-un perete
Calculați transferul fluid cald → perete → fluid rece combinând cele două rezistențe convective cu conducția printr-un perete plan.
Creat la v1.0
De Thibaut Grzelak, Inginer de calcul mecanic
02
URezultate
Flux termic q″
W/m²
Puterea termică transferată pe unitatea de suprafață.
Coeficient global U
W/(m²·K)
Conductanță globală pe suprafață incluzând ambele filme convective și peretele.
Rezistență totală pe suprafață R″tot
m²·K/W
Suma 1/hₕ + e/k + 1/h𝒸.
Rezistență termică totală Rtot
K/W
Rezistență termică globală pentru suprafața introdusă.
R″h = — · R″wall = — · R″c = —Transfer termic staționar unidimensional printr-un perete plan. Coeficienții de convecție hₕ și h𝒸 sunt impuși și uniformi pe suprafață.
01Formule și simboluri
Formule utilizate
R″h
1 / hₕRezistență convectivă partea caldăR″wall
e / kRezistență conductivă a pereteluiR″c
1 / h𝒸Rezistență convectivă partea receU
1 / (1/hₕ + e/k + 1/h𝒸)Coeficient global de transfer termicQ̇
U · A · ΔT∞Putere termică totală| R″h | R″wall | R″c | ΔTₕ | ΔTwall | ΔT𝒸 |
|---|
02Ipoteze și limite
Domeniu de valabilitate
- Transfer termic staționar unidimensional printr-un perete plan.
- Coeficienții de convecție hₕ și h𝒸 sunt impuși și uniformi pe suprafață.
- Peretele este omogen, cu conductivitate k constantă și fără generare internă de căldură.
- T∞,h și T∞,c sunt temperaturi de volum ale fluidelor, nu temperaturi ale suprafeței peretelui.
- Radiația, rezistența de contact, punțile termice, depunerile și conducția laterală nu sunt incluse.
- U calculat se aplică numai modelului introdus și nu este o valoare normativă pentru clădiri sau schimbătoare.
03Exemplu de validare
Caz numeric de referință
- Caz de referință: hₕ = 10, h𝒸 = 25 W/(m²·K), k = 0,5 W/(m·K), e = 0,10 m, A = 10 m² și 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) și q″ = 58,823529 W/m².
- Q̇ = 588,235294 W și Rtot = 0,034 K/W.
04Referințe
Referințe tehnice
- 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.