grundlagen:waermeuebergaenge_ii
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grundlagen:waermeuebergaenge_ii [2023/09/13 14:09] – [Freie Konvektion (Wärmeübergang zwischen zwei parallelen ebenen Oberflächen) ${\Lambda_{cc}}$] wfeist | grundlagen:waermeuebergaenge_ii [2023/09/14 09:54] (aktuell) – [Freie Konvektion (Wärmeübergang an inneren Oberflächen) $h_{i,c}$] wolfgang.hasper@passiv.de | ||
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Die freie Strömung wird angeregt durch die Temperaturdifferenz $\Delta \vartheta$ (anzugeben hier in K). Bei zunehmender Temperaturdifferenz nimmt der Dichteunterschied zu, so dass dann auch der Wärmetransport noch mehr zunimmt. | Die freie Strömung wird angeregt durch die Temperaturdifferenz $\Delta \vartheta$ (anzugeben hier in K). Bei zunehmender Temperaturdifferenz nimmt der Dichteunterschied zu, so dass dann auch der Wärmetransport noch mehr zunimmt. | ||
- | ^Formel für $h_{i,c}$ in W/(m²K) ^ Lage bzgl. des Wärmestroms | + | ^Formel für $h_{i,c}$ in W/ |
- | | ${\displaystyle 1,31 \Delta \vartheta^{0, | + | |${\displaystyle 1,31 \Delta \vartheta^{0, |
- | | ${\displaystyle 1,89 \Delta \vartheta^{0, | + | |${\displaystyle 1,89 \Delta \vartheta^{0, |
- | | ${\displaystyle 0,4 \Delta \vartheta^{0, | + | |${\displaystyle 0,4 \Delta \vartheta^{0, |
- | \\ | + | |
- | Der Mechanismus: | + | |
- | Die Genauigkeit der möglichen Angaben für konvektive Wärmeübergänge sind daher aus den verschiedensten Gründen begrenzt, vor allem, weil die genauen Randbedingungen oft im Einzelfall gar nicht bekannt sind. Für einfache Bilanzrechnungen, | + | \\ |
+ | Der Mechanismus: | ||
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+ | Die Genauigkeit der möglichen Angaben für konvektive Wärmeübergänge sind daher aus den verschiedensten Gründen begrenzt, vor allem, weil die genauen Randbedingungen oft im Einzelfall gar nicht bekannt sind. Für einfache Bilanzrechnungen, | ||
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- | Beispiel 1: Wenn die Oberflächentemperatur einer Fläche bei 0°C((z.B. Einscheibenverglasung)) in einem Raum mit 20°C Raumlufttemperatur liegt, dann ergibt sich für eine vertikale Fläche ein $h_{i,c}$ = 3,52 W/(m²K); bei einer Temperaturdifferenz von nur 3 K geht der Wert auf etwa 1,87 W/(m²K) zurück((z.B. mit einer Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung; | + | Beispiel 1: Wenn die Oberflächentemperatur einer Fläche bei 0°C((z.B. Einscheibenverglasung)) |
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+ | Beispiel 1a (erweitert): | ||
+ | Bei einer Temperaturdifferenz von nur 3 K steigt der Strahlungswärmeübergang auf etwa 4,5 W/(m²K) an und die "naive Summe" beider Wärmeübergang beträgt noch etwa 6,3 W/(m²K). Für gute gedämmte und daher warme Innenoberflächen ist die Dominanz der Wärmestrahlung noch ausgeprägter; | ||
- | Beispiel 1a (erweitert): | ||
===== Freie Konvektion (Wärmeübergang zwischen zwei parallelen ebenen Oberflächen) ${\Lambda_{cc}}$ ===== | ===== Freie Konvektion (Wärmeübergang zwischen zwei parallelen ebenen Oberflächen) ${\Lambda_{cc}}$ ===== | ||
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Die Erfahrungen mit den Verglasungen hat gezeigt, dass eine Auslegung der Scheibenabstände (= Dicke des gasgefüllten Spaltes) in der Weise, dass dort im Auslegungsfall rund 7,5 K Temperaturdifferenz auftreten, empfehlenswert ist. In Mitteleuropa bedeutet das mindestens 2 Gaszwischenräume((Daher die Empfehlung für Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung)). Je nach Füllgas tritt dann turbulente Konvektion bei einem Grenz-Abstand $d_{Grenz}$ von rund\\ | Die Erfahrungen mit den Verglasungen hat gezeigt, dass eine Auslegung der Scheibenabstände (= Dicke des gasgefüllten Spaltes) in der Weise, dass dort im Auslegungsfall rund 7,5 K Temperaturdifferenz auftreten, empfehlenswert ist. In Mitteleuropa bedeutet das mindestens 2 Gaszwischenräume((Daher die Empfehlung für Dreischeiben-Wärmeschutzverglasung)). Je nach Füllgas tritt dann turbulente Konvektion bei einem Grenz-Abstand $d_{Grenz}$ von rund\\ | ||
- | $d_{Grenz, | + | $d_{Grenz, |
- | $d_{Grenz, | + | $d_{Grenz, |
- | $d_{Grenz, | + | $d_{Grenz, |
auf. Bei kleineren Dicken und/oder kleineren Temperaturdifferenzen bleibt die Strömung laminar, d.h., es kann weiter $\Lambda_{cond}$ für den Wärmedurchlass im Gas angesetzt werden. Für größere Abstände //d// erweist sich das folgende Modell als überraschend gut geeignet: Es verblieben an beiden Oberflächen laminare Unterschichten, | auf. Bei kleineren Dicken und/oder kleineren Temperaturdifferenzen bleibt die Strömung laminar, d.h., es kann weiter $\Lambda_{cond}$ für den Wärmedurchlass im Gas angesetzt werden. Für größere Abstände //d// erweist sich das folgende Modell als überraschend gut geeignet: Es verblieben an beiden Oberflächen laminare Unterschichten, | ||
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|empfohlene Dicke d / mm | 20 | 18 | 12 | | |empfohlene Dicke d / mm | 20 | 18 | 12 | | ||
|Wärmedurchlassk. $\Lambda_{cc}$ | |Wärmedurchlassk. $\Lambda_{cc}$ | ||
- | |Wärmeleitf. des\\ Füllgases\\ W/(mK) | 0,250 | 0,168 | 0.09 | | + | |Wärmeleitf. des\\ Füllgases\\ W/(mK) | 0,250 | 0,168 | 0,09 | |
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