Isı geçiş hızı Q̇
Kararlı durumda duvardan birim zamanda aktarılan ısı.
Isı mühendisliği · Isı transferi · iletim
Çok katmanlı duvar hesaplayıcı — ısıl direnç
Seri bağlı 2–4 düz katmandan kararlı ısı iletimini ve her katmanın direnci ile sıcaklık düşüşünü hesaplayın.
Oluşturulma v1.0
Yazar: Thibaut Grzelak, Mekanik Hesap Mühendisi
02
ΣR″Sonuçlar
Isı akısı q″
W/m²
Birim alan başına aktarılan ısı geçiş hızı.
Toplam alan ısıl direnci R″tot
m²·K/W
Aktif katmanların eᵢ/kᵢ iletim dirençlerinin toplamı.
Toplam ısıl direnç Rtot
K/W
Girilen alan için duvarın toplam iletim ısıl direnci.
Alan ısıl iletkenliği U
W/(m²·K)
Yüzey filmleri hariç toplam alan iletim direncinin tersi.
R″tot = —Seri bağlı düz katmanlardan kararlı tek boyutlu ısı iletimi. Her katman homojen, alanı ve ısıl iletkenliği sabittir.
01Formüller ve semboller
Kullanılan formüller
R″ᵢ
eᵢ / kᵢi katmanının alan ısıl direnciR″tot
Σ(eᵢ / kᵢ)Seri bağlı katman dirençlerinin toplamıU
1 / R″totDuvarın alan ısıl iletkenliğiq″
ΔT / R″totTüm katmanlardan geçen ısı akısıQ̇
A · q″Toplam ısı geçiş hızıeᵢe₁ … eₙmkᵢk₁ … kₙW/(m·K)AAlan Am²ΔTSıcaklık farkı ΔTKR″ᵢi katmanının alan ısıl direncim²·K/Wq″Isı akısı q″W/m²Q̇Isı geçiş hızı Q̇WUAlan ısıl iletkenliği UW/(m²·K)| # | e | k | R″ᵢ | ΔTᵢ |
|---|
02Varsayımlar ve sınırlar
Geçerlilik alanı
- Seri bağlı düz katmanlardan kararlı tek boyutlu ısı iletimi.
- Her katman homojen, alanı ve ısıl iletkenliği sabittir.
- 2 ile 4 katman seçin; seçilen her katmanın kalınlığı sıfırdan büyük olmalıdır.
- Temas direnci, yüzey taşınımı ve ışınım dahil değildir.
- Isı köprüleri, paralel yollar, nem ve silindirik geometriler model dışındadır.
- Gösterilen U yalnızca girilen katmanlardaki iletimi temsil eder ve tüm yapı için mevzuat U değeri değildir.
03Doğrulama örneği
Referans sayısal durum
- Referans: A = 10 m² ve ΔT = 20 K, üç aktif katman.
- 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 ve Q̇ = 74,074 W, A = 10 m² için.
04Kaynaklar
Teknik kaynaklar
- MIT OpenCourseWare — Thermal Resistance Circuits: composite slab with resistances in series.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.