nyheder : Procesingeniørens værktøjer flytter til en ny adresse, www.MyEngineeringTools.com, Klik her for at opdage siden

Definition af varmeledning

Hvad er varmeledning ? Hvad bruges varmeledning til ?

et materiale, der er underkastet en temperaturforskel, vil lede varme, dvs.energi, fra den høje temperatur til lavtemperaturområdet. At forstå ledning gennem et materiale og være i stand til at beregne varmestrømmen gennem en væg eller et rør for eksempel er nøglen for at udføre varmebalancer og være i stand til at udføre følgende designberegninger :

• Bygningsdesign: beregning af varmestrøm gennem vægge, beregning af den krævede isolering til bygning af energieffektivitet / energibesparelser, så varmeforøgelsen eller varmetabet optimeres, design af specielt varmt / opkaldsrum
• varmeveksler design : beregning af varmestrøm gennem rør for at størrelse rør shell varmevekslere, pladevarmeveksler… for process service

kan varmestrømmen beregnes for både køle-og opvarmningsapplikationer.

hvert materiale er kendetegnet ved en evne til at lede varme. Det oversættes til en termisk ledningsevne koefficient, der almindeligvis er kendt som kur . Man skal være forsigtig, da Kurt kan variere meget fra et materiale til et andet og også kan variere med temperaturen. Når der udføres varme er en prioritet, ligesom i udformningen af varmeveksleren, skal Krar være høj, mens når isolering er en prioritet, som at designe en bygning eller isolerende rør mellem procesenheder, skal Krar være lav. Det er også muligt at forbinde forskellige materialer, især i isoleringsapplikationer, for at nå et mål, der er løst, samtidig med at omkostningerne og bredden af materialelagene optimeres.

Figur 1 : Varmestrøm gennem en plan væg af et konduktivitetsmateriale

varmeledning gennem en væg

Sådan beregnes varmeledningen gennem en væg ?

ledning gennem en væg kan udtrykkes simpelthen. Ledningen vil være højere, hvis materialets termiske ledningsevne er højere, og dens tykkelse er lav. Tværtimod, hvis der søges isolering, vil ledningen være lavere, hvis materialets termiske ledningsevne er lav, og vægtykkelsen er stor.

varmen overført ved ledning gennem væggen kan udtrykkes på følgende måde :

K = U. A. liter

med :

K = varme overført i B
U = samlet varmeoverførselskoefficient I m/m2.°c
A = køleflade i m2
ΔT = temperaturforskel på hver overflade af væggen i °c

varmestrømmen, der overføres varmen udtrykt som en funktion af den varme udveksling område, kan beregnes på følgende måde :

Φ = Q/A = U. ΔT

Med :

Φ = varmestrømmen i W/m2
Q = overføres varmen i W
U = samlede varmeoverførelseskoefficient i W/m2.C
a = varmeoverførselsareal i m2
KRIPT = temperaturforskel på hver overflade af væggen i kur c

i tilfælde af en simpel væg, monomateriale, kan den samlede varmeoverførsel udtrykkes med :

U = 1/R = 1/(e/list)

med :

U = samlet varmeoverførselskoefficient I m/m2.ret c
R = varmeoverførselsmodstand i m2.2773 > e = vægtykkelse I m
liter = materiel varmeledningsevne I m / m. liter c

for en enkelt monomaterialevæg kan udtrykkene derefter opsummeres som :

lit = K/A = (Tskin1-Tskin2)/R = (Tskin1-Tskin2)/(e/list)

med :

Tskin1 = temperatur på væggens overflade 1 i lit c
Tskin2 = temperatur på væggens overflade 2 i lit c

Eksempel af varmeledning gennem en væg : om sommeren ønsker ejeren af et hus, der kun er lavet af murvægge, at kende opvarmningen, der transmitteres gennem væggen i sit hus, så han kan beslutte, om han har brug for at isolere for energibesparelser. Mursten har en ledningsevne på 0,8 vægt / M / K og er 15 cm brede. Væggen er 6 m lang per 3 m høj. Han måler 35 grader på ydersiden og 22 grader på overfladen af væggen indeni.

L = K/A = (Tskin1-Tskin2)/R = (Tskin1-Tskin2)/(e/l) = (35-22)/(0.15/0.8) = 69.3 m / m2.ret c

r = ret * a = 69.3*6*3 = 1248 V = 1,2 kV

varmeledning gennem en kompositvæg

Sådan isoleres en væg med et lag af lav varmeledningsevne materiale ?

i mange tilfælde, især når der søges isolering, er væggen ikke lavet af et enkelt materiale, men af flere lag materialer med forskellige egenskaber. Det er en sammensat væg. Det er så almindeligt at have et materiale, der bringer væggens strukturelle behov, og et materiale, der giver en isolering.

på grund af den enkle geometri af plane – parallels vægge bevares de udtryk, der er udviklet til den enkle væg, kun kompositvægens globale modstand skal genberegnes for at tage hensyn til de enkelte lags modstand. I tilfælde af sammensatte vægge er disse modstande additive.

i betragtning af en væg lavet af N lag af tykkelse ei og konduktivitet Kuri, vil den samlede modstand af kompositvæggen være :