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Wärmeübertragung: Wärmeleitung - Wärmeübergangszahl einer ebenen Wand

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Wärmeübertragung: Wärmeleitung

Wärmeübergangszahl einer ebenen Wand

Die Wärmeübergangszahl $\alpha_w$ (auch: Wärmedurchlasszahl mit $\Lambda$) einer ebenen Wand gibt an, wie groß der Wärmestrom $\dot{Q}$ pro Flächeneinheit $m^2$ und pro Grad Temperaturdifferenz ist, welcher durch die Wand übertragen wird. Nach dieser Definition ergibt sich die Wärmeübergangszahl zu: 

Methode

$\alpha_w = \frac{\dot{Q}}{A \cdot \triangle T}$

Die Einheit der Wärmeübergangszahl ist $\frac{W}{m^2 \cdot K}$. Bei einer ebene Wand mit konstanter Fläche $A = const$ ergibt sich die Wärmeübergangszahl wie folgt:

Einsetzen von $\dot{Q} = \frac{\lambda_m}{s} \cdot A \cdot (T_1 - T_2)$ (aus dem vorherigen Abschnitt) in die obige Gleichung ergibt die Wärmeübergangszahl einer ebenen Wand:

Methode

$\alpha_w = \frac{\lambda_m}{s}$         Wärmeübergangszahl einer ebenen Wand

Die Wärmeübergangszahl einer ebenen Wand $\alpha_w$ ersetzt somit den Quotienten $\frac{\lambda}{s}$. Dabei gilt, je höher die Wärmeübergangszahl, desto besser ist die Wärmeleitung durch die ebene Wand und desto größer ist der Wärmestrom durch die Wand. Betrachtet man wieder das Beispiel mit der Hauswand und den Heizkosten, so sollte eine möglichst niedrige Wärmeübergangszahl angestrebt werden, d.h. also eine geringe Wärmeleitung durch die Wand. Dies kann entweder durch die Verwendung eines Materials geschehen, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit $\lambda$ aufweist oder durch die Erhöhnung der Dicke der Wand.