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Wärmedurchgang mehrschichtige Wand

Mit diesem Onlinerechner kann der Wärmedurchgang durch eine mehrschichtige Wand mit bis zu 3 Schichten berechnet werden. Außerdem wird der Temperaturverlauf in den einzelnen Wandschichten in einem Diagramm angezeigt. Hier gibt es eine Übersicht über verschiedene Wärmeleitwerte. Wärmeübergangskoeffizienten sind in einer Tabelle unten auf dieser Seite aufgeführt.

Hinweis: die Schichtdicke des Wärmeübergangs vom Fluid auf die Wand hängt von den jeweiligen Strömungsverhältnissen ab, sie ist hier nur symbolisch dargestellt. Da der Wärmedurchgang an diesen Stellen hier auf Basis der Wärmeübergangskoeffizienten berechnet wird, ist die Schichtdicke nicht relevant.

Wärmeübergangskoeffizienten

freie Konvektion in:α in W/(m2K)
Gasen3 … 20
Wasser100 … 600
siedendem Wasser1000 … 20000
erzwungene Konvektion in:
Gasen10 … 100
Flüssigkeiten50 … 500
Wasser500 … 10000
kondensierendem Dampf1000 … 100000

Beispielrechnung Wärmedurchgang mehrschichtige Wand

Ein Laborgerät soll eine Betriebstemperatur von 80 °C in seinem Inneren aufrechterhalten. Es hat eine Gehäusewand aus Aluminium mit einer Wandstärke von 5 mm und einer mikroporösen Dämmplatte mit 10 mm Stärke und einem Wärmeleitwert von 0,022 W/(mK). Wie groß muss die Heizleistung für das Gerät sein, wenn seine Oberfläche 0,5 m2 und die Umgebungstemperatur 15 °C beträgt?

Die Werte können direkt in das Berechnungstool eingegeben werden. Da es nur zwei Wände gibt, werden die Felder für die dritte Wand leer gelassen. Als Wärmeleitwert für Aluminium werden 200 W/(mK) angenommen, es handelt sich um freie Konvektion.

Eingetragene Parameter für das Berechnungsbeispiel

Nach Klick auf den Button „Wärmestrom berechnen“ werden der Wärmestrom und der Temperaturverlauf in der Wand angezeigt.

Der berechnete Temperaturverlauf

Die erforderliche Heizleistung für das Gerät beträgt also 50 Watt.