Công suất nhiệt Q̇
Nhiệt truyền qua tường trong một đơn vị thời gian ở trạng thái ổn định.
Kỹ thuật nhiệt · Truyền nhiệt · dẫn nhiệt
Hệ số truyền nhiệt tổng thể qua tường
Tính truyền nhiệt chất lưu nóng → tường → chất lưu lạnh bằng cách kết hợp hai điện trở đối lưu với dẫn nhiệt qua tường phẳng.
Ngày tạo v1.0
Tác giả: Thibaut Grzelak, Kỹ sư tính toán cơ học
02
UKết quả
Mật độ dòng nhiệt q″
W/m²
Công suất nhiệt truyền trên một đơn vị diện tích.
Hệ số truyền nhiệt tổng thể U
W/(m²·K)
Độ dẫn nhiệt tổng thể theo diện tích gồm hai màng đối lưu và tường.
Tổng điện trở theo diện tích R″tot
m²·K/W
Tổng 1/hₕ + e/k + 1/h𝒸.
Tổng điện trở nhiệt Rtot
K/W
Tổng điện trở nhiệt cho diện tích đã nhập.
R″h = — · R″wall = — · R″c = —Truyền nhiệt ổn định một chiều qua tường phẳng. Các hệ số đối lưu hₕ và h𝒸 được cho trước và đồng đều trên diện tích.
01Công thức và ký hiệu
Các công thức sử dụng
R″h
1 / hₕĐiện trở đối lưu phía nóngR″wall
e / kĐiện trở dẫn nhiệt của tườngR″c
1 / h𝒸Điện trở đối lưu phía lạnhU
1 / (1/hₕ + e/k + 1/h𝒸)Hệ số truyền nhiệt tổng thểQ̇
U · A · ΔT∞Tổng công suất truyền nhiệt| R″h | R″wall | R″c | ΔTₕ | ΔTwall | ΔT𝒸 |
|---|
02Giả thiết và giới hạn
Phạm vi áp dụng
- Truyền nhiệt ổn định một chiều qua tường phẳng.
- Các hệ số đối lưu hₕ và h𝒸 được cho trước và đồng đều trên diện tích.
- Tường đồng nhất, k không đổi và không có phát nhiệt bên trong.
- T∞,h và T∞,c là nhiệt độ khối của chất lưu, không phải nhiệt độ bề mặt tường.
- Không bao gồm bức xạ, điện trở tiếp xúc, cầu nhiệt, cáu bẩn và dẫn nhiệt ngang.
- U tính được chỉ áp dụng cho mô hình đã nhập và không phải giá trị quy chuẩn của công trình hay thiết bị trao đổi nhiệt.
03Ví dụ kiểm chứng
Trường hợp số tham chiếu
- Trường hợp tham chiếu: hₕ = 10, h𝒸 = 25 W/(m²·K), k = 0,5 W/(m·K), e = 0,10 m, A = 10 m² và 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) và q″ = 58,823529 W/m².
- Q̇ = 588,235294 W và Rtot = 0,034 K/W.
04Tài liệu tham khảo
Tài liệu kỹ thuật
- 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.