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
Máy tính tường nhiều lớp — điện trở nhiệt
Tính dẫn nhiệt ổn định qua 2–4 lớp phẳng nối tiếp và điện trở cùng độ giảm nhiệt độ của từng lớp.
Ngày tạo v1.0
Tác giả: Thibaut Grzelak, Kỹ sư tính toán cơ học
02
ΣR″Kết quả
Mật độ dòng nhiệt q″
W/m²
Công suất nhiệt truyền trên một đơn vị diện tích.
Tổng điện trở nhiệt theo diện tích R″tot
m²·K/W
Tổng các điện trở dẫn eᵢ/kᵢ của các lớp đang hoạt động.
Tổng điện trở nhiệt Rtot
K/W
Tổng điện trở dẫn nhiệt của tường cho diện tích đã nhập.
Độ dẫn nhiệt theo diện tích U
W/(m²·K)
Nghịch đảo của tổng điện trở dẫn theo diện tích, không gồm màng đối lưu bề mặt.
R″tot = —Dẫn nhiệt ổn định một chiều qua các lớp phẳng nối tiếp. Mỗi lớp đồng nhất, có diện tích và độ dẫn nhiệt không đổi.
01Công thức và ký hiệu
Các công thức sử dụng
R″ᵢ
eᵢ / kᵢĐiện trở nhiệt theo diện tích của lớp iR″tot
Σ(eᵢ / kᵢ)Tổng điện trở của các lớp mắc nối tiếpU
1 / R″totĐộ dẫn nhiệt theo diện tích của tườngq″
ΔT / R″totMật độ dòng nhiệt qua tất cả các lớpQ̇
A · q″Tổng công suất truyền nhiệteᵢe₁ … eₙmkᵢk₁ … kₙW/(m·K)ADiện tích Am²ΔTChênh lệch nhiệt độ ΔTKR″ᵢĐiện trở nhiệt theo diện tích của lớp im²·K/Wq″Mật độ dòng nhiệt q″W/m²Q̇Công suất nhiệt Q̇WUĐộ dẫn nhiệt theo diện tích UW/(m²·K)| # | e | k | R″ᵢ | ΔTᵢ |
|---|
02Giả thiết và giới hạn
Phạm vi áp dụng
- Dẫn nhiệt ổn định một chiều qua các lớp phẳng nối tiếp.
- Mỗi lớp đồng nhất, có diện tích và độ dẫn nhiệt không đổi.
- Chọn từ 2 đến 4 lớp; mỗi lớp được chọn phải có chiều dày dương.
- Không bao gồm điện trở tiếp xúc, đối lưu bề mặt hoặc bức xạ.
- Cầu nhiệt, đường truyền song song, độ ẩm và hình học trụ nằm ngoài mô hình.
- Giá trị U hiển thị chỉ biểu diễn dẫn nhiệt qua các lớp đã nhập và không phải giá trị U quy chuẩn của toàn bộ kết cấu.
03Ví dụ kiểm chứng
Trường hợp số tham chiếu
- Trường hợp tham chiếu: A = 10 m² và ΔT = 20 K với ba lớp hoạt động.
- 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 và Q̇ = 74,074 W với A = 10 m².
04Tài liệu tham khảo
Tài liệu kỹ thuật
- MIT OpenCourseWare — Thermal Resistance Circuits: composite slab with resistances in series.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.