Wärmeleitungskoeffizient div. Materialien

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

ich hab bereits bei google und Co gesucht, aber so richtig fündig wurde ich nicht.
Ich bräuchte die Werte des Wärmedurchgangskoeffizienten von Edelstahl (V2A) der Güte 1.4301 und 1.4401 (Stärke 1 mm bzw. 2 mm) , sowie von Plexiglas (Acrylglas) mit der Stärke von 3 mm. Außer diesen wäre der Wert für ein Isoliermaterial wie Kautschuk oder PVC in der Dicke von 3 mm sehr gut zu wissen. (W/(m²K))
Wie gesagt leider steht in den Büchern die ich habe nichts darüber drin, und im Internet habe ich nix gefunden. Es wird immer nur von Wärmeleitfähigkeit (W/(mK)) usw. geredet, das nützt mir aber nichts, oder kann man von diesem Wert auf den anderen umrechnen?

Danke schon mal für eure Hilfe!

Grüße

peleroform

#2

Guten Tag.
Nach dem „Taschenbuch der Physik“ von Stöcker erhält man den Wärmedurchgangskoeffizient nach folgender Formel:

1/k=1/a1+1/a2+s/lambda (1)
k...Wärmedurchgangskoeffizient
a1,a2...Wärmeübergangszahlen der beiden angrenzenden Medien
s...Wanddicke
lambda...Wärmeleitzahl

a1 und a2 sind abhängig von der Geschwindigkeit des Mediums mit dem die Wand umströmt wird.
Für Luft längs einer ebenen polierten Oberfläche gilt:

 (5,6+4\*v wenn v5 m/s

Als lambda-Werte für deine Stoffe findet man:
Stahl,V2A=14
Plexiglas=0,18
PVC=0,16
Mit (1) und den Werten solltest die Wärmeleitungskoeffizienten erhalten.
Ich hoffe dass ich mich nicht täusche, da mein Wissen rein aus den Formeln aus dem o.g Taschenbuch stammen.
Liebe Grüße
Alex

#3

Hallo,

Nach dem „Taschenbuch der Physik“ von Stöcker erhält man den
Wärmedurchgangskoeffizient nach folgender Formel:
1/k=1/a1+1/a2+s/lambda (1)
k…Wärmedurchgangskoeffizient

ja, nur dass der k-Wert früher so hieß, seit einigen Jahren heißt er U-Wert.

a1 und a2 sind abhängig von der Geschwindigkeit des Mediums
mit dem die Wand umströmt wird.

ja, und noch von vielen anderen Faktoren. Und das ist hier der kritische Punkt - bei so dünnen Platten wird der Wärmedurchgang hauptsächlich von eben diesen Koeffizienten bestimmt, die Lambda-Werte sind zumindest bei der Stahlplatte fast egal. Es kommt sehr darauf an, was es für ein Aufbau ist bzw. was Du letztendlich ausrechnen willst. Vielleicht beschreibst Du das mal noch genauer.

Olaf

#4

Hallo,

ich will lediglich etwas abschätzen. Ich verwende dazu die Formel:
dQ/dt = (SUMME(k_i A_i)) dT

Die Abschätzung ist lediglich hinsichtlich welche Leistung ein Kühlaggregat pro Stunde min. haben muß um Wasser bei dT zu kühlen und auf dieser Temperatur zu halten. Die Materialien der Rohrleitung (inkl. Isolierung) sind eben jene dich ich bereits sagten. Es handelt sich um ein geschlossenes System, nur so nebenbei. Es herrscht zunächst mal bei der Abschätzung keine Strömung des Wassers noch von der umgebenden Luft.

Hoffe alle Klarheiten äh Unklarheiten sind beseitig!

Grüßle

peleroform (Flo)

#5

Hallo,

ich will lediglich etwas abschätzen. Ich verwende dazu die
Formel:
dQ/dt = (SUMME(k_i A_i)) dT

die Formel gilt dann, wenn verschiedene Materialien, durch die die Wärme gehen kann, parallel geschaltet sind. Man verwendet sie z.B., um den gesamten Wärmeverlust eines Raumes durch alle umschließenden Bauteile zu berechnen. Dann bildet man diese Summe über Fenster, Türen, Wände usw.
Wenn Du aber ein Rohr mit einer Isolierung hast, hast Du eine Reihenschaltung verschiedener Materialien. Die Wärme muss z.B. erst durch das Metall, dann durch den Kunststoff usw. Du musst dann die Wärmedurchlasswiderstände R = s/Lambda der einzelnen Schichten addieren. s ist immer die Dicke der jeweiligen Schicht. Dazu kommen der innere und der äußere Wärmeübergangswiderstand:

Rgesamt = Summe (s/Lambda) + Ri + Ra

Die Wärmeübergangswiderstände sind übrigens die Reziproken der Wärmeübergangszahlen a, von denen Alex geschrieben hat. Den inneren Ri kannst Du 0 setzen, weil das Wasser in direktem Kontakt mit dem Rohr steht. Der äußere Ra hängt davon ab, wie gut das Äußere Deines Rohres in Kontakt mit der umgebenden Luft steht.
Die gesamte Wärmeleistung, die durch das Rohr nach außen geht, ist dann

dQ/dt = dT * A / Rgesamt („Ohmsches Gesetz“ der Wärmelehre)

A ist die gesamte Fläche (offenbar Mantelfläche des Rohres).
Ich hoffe, dass der Durchmesser des Rohres groß ist gegen die Rohrdicke, sonst wird es noch etwas komplizierter.

Olaf