uutinen: prosessi-insinöörin Työkalut siirtyvät uuteen osoitteeseen, www.MyEngineeringTools.com, klikkaa tästä löytää sivuston

määritelmä lämmön johtuminen

mikä on lämmön johtuminen ? Mihin lämmönjohtumista käytetään ?

lämpötilaeroon Alistettu materiaali johtaa lämpöä eli energiaa korkean lämpötilan alueelta matalan lämpötilan alueelle. Ymmärtäminen johtuminen materiaalin läpi ja pystyy laskemaan lämpövuon läpi seinän tai putken esimerkiksi on avain, jotta voidaan suorittaa lämpö tasapaino ja pystyä suorittamaan seuraavat suunnittelulaskelmat :

• rakennuksen suunnittelu: lämpövuon laskeminen seinien läpi, rakennuksen energiatehokkuuteen / energiansäästöön tarvittavan eristyksen laskeminen siten, että lämmönlisäys tai lämpöhäviö on optimoitu, erityisen kuuma – / puheluhuoneen suunnittelu
• lämmönvaihtimen suunnittelu : laskeminen lämmön vuo putkien läpi, jotta koko putki shell lämmönvaihtimet, levy lämmönvaihdin… prosessihuollolle

voidaan laskea lämpövuota sekä jäähdytys-että lämmityssovelluksille.

jokaiselle materiaalille on ominaista kyky johtaa lämpöä. Se on käännetty lämmönjohtavuuskertoimella, joka on yleisesti todettu λ . On oltava varovainen, koska λ voi vaihdella paljon materiaalista toiseen ja voi myös vaihdella lämpötilan. Kun suoritetaan lämpöä on prioriteetti, kuten suunnittelussa lämmönvaihdin, λ on oltava korkea, kun taas kun eristäminen on prioriteetti, kuten suunnittelu rakennuksen tai eristävät putket välillä prosessiyksiköiden, λ on oltava alhainen. On myös mahdollista liittää eri materiaaleja, erityisesti eristyssovelluksissa, jotta saavutetaan tavoite λ optimoimalla kustannukset ja leveys materiaalikerrosten.

Kuva 1 : Lämmönjohtavuus λ

lämmön johtuminen seinän läpi

Miten lasketaan lämmön johtuminen seinän läpi ?

johtuminen seinän läpi voidaan ilmaista yksinkertaisesti. Johtuminen on suurempi, jos materiaalin lämmönjohtavuus on suurempi ja sen paksuus on alhainen. Päinvastoin, jos eristystä etsitään, johtuminen on pienempi, jos materiaalin lämmönjohtavuus on alhainen ja seinämän paksuus suuri.

seinän läpi johtumalla siirtyvä lämpö voidaan ilmaista seuraavalla tavalla :

Q = U. A. ΔT

kanssa :

Q = lämmönsiirto W
U = kokonaislämmönsiirtokerroin W/m2.°C
a = lämmönsiirtoalue m2: ssa
ΔT = lämpötilaero seinämän jokaisella pinnalla °C: ssa

lämpövuo, joka on lämmönvaihtoalueen funktiona ilmaistu lämmönsiirto, voidaan laskea seuraavasti:

Φ = Q/A = U. ΔT

With:

Φ = lämpövuo W/m2
Q = siirretty lämpö w
U = kokonaislämmönsiirtokerroin W/m2.°C
a = lämmönsiirtoalue m2
ΔT = lämpötilaero seinän jokaisella pinnalla °C

yksinkertaisen seinän, monomateriaalin tapauksessa kokonaislämmönsiirto voidaan ilmaista seuraavasti :

U = 1/R = 1/(E/λ)

kanssa :

U = kokonaislämmönsiirtokerroin W/m2.°C
R = lämmönsiirtokestävyys m2.°c / W
e = seinämän paksuus m
λ = materiaalin lämmönjohtavuus W / m.°c

yksittäisen monomateriaaliseinän osalta lausekkeet voidaan tiivistää seuraavasti :

Φ = Q/A = (Tskin1-Tskin2)/R = (tskin1-tskin2)/(e/λ)

With :

Tskin1 = lämpötila seinän pinnalla 1 °c
Tskin2 = lämpötila seinän pinnalla 2 °c

esimerkki lämmön johtuminen seinän läpi : kesällä, omistaja talon tehty vain tiiliseinät haluaa tietää lämmitys lähettää seinän läpi talonsa, jotta hän voi päättää, jos hän tarvitsee eristää energiansäästöä. Tiilien johtavuus on 0,8 W/m/K ja ne ovat 15 cm leveitä. Muuri on 6 metriä pitkä / 3 metriä korkea. Hän mittaa ulkopinnalta 35 astetta ja sisältä seinän pinnalta 22 astetta.

Φ = Q/A = (Tskin1-Tskin2)/R = (tskin1-tskin2)/(e/λ) = (35-22)/(0.15/0.8) = 69.3 W / m2.°C

Q = Φ * A = 69.3*6*3 = 1248 W = 1,2 kW

lämmön johtuminen komposiittiseinän läpi

miten eristää seinä, jossa on alhaisen lämmönjohtavuuden materiaalia ?

monissa tapauksissa, varsinkin eristeitä etsittäessä, seinä ei ole tehty yhdestä materiaalista, vaan useista materiaalikerroksista, joilla on erilaiset ominaisuudet. Se on komposiittiseinä. Silloin on tavallista, että seinän rakenteellista tarvetta tuova materiaali ja eristettä tarjoava materiaali.

tasosuuntaisten seinien yksinkertaisen geometrian vuoksi yksinkertaiselle seinälle kehitetyt ilmaisut säilyvät, vain komposiittiseinän globaali vastus on laskettava uudelleen yksittäisten kerrosten kestävyyden huomioon ottamiseksi. Komposiittiseinien tapauksessa nämä vastukset ovat additiivisia.

kun otetaan huomioon n-kerroksista tehty seinä, jonka paksuus ei ja johtavuus λi, komposiittiseinän kokonaisvastus on :