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Wärmeübertragung: Wärmeleitung - Wärmeübergangswiderstand der Grenzschichten

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Wärmeübertragung: Wärmeleitung

Wärmeübergangswiderstand der Grenzschichten

Bildet man den Kehrwert der Wärmeübergangszahl der Grenzschicht so erhält man die WärmeübergangsWiderstand $R_{s}$:

Methode

$R_{s} = \frac{1}{\alpha}$ 

mit der Einheit $\frac{m^2 \cdot K}{W}$. Der Wärmeübergangswiderstand $R_s$ bezeichnet den Widerstand, welchen die Grenzschicht vom umgebenden Medium (im Allgemeinen Luft) zum Bauteil (z.B. der Wand) dem Wärmestrom $\dot{Q}$ entgegensetzt.

Es wird zwischen dem Widerstand an der Grenzschicht vor dem Körper (z.B. eine ebene, zylindrische oder Hohlkugelwand) und der Grenzschicht nach dem Körper unterschieden:

$R_{si} = \frac{1}{\alpha_i}$ ist der Widerstand der Grenzschicht vor dem Körper (englisch: internal).

$R_{se} = \frac{1}{alpha_a}$ ist der Widerstand der Grenzschicht nach dem Körper (englisch: external).

Ist die Wärmeleitfähigkeit $\lambda$ und die Dicke $s$ der Grenzschicht bekannt, so kann $R_s$ auch bestimmt werden durch:

Methode

$R_s = \frac{s}{\lambda}$.

Der Wärmeübergangswiderstand $R_s$ wird zusammen mit dem Wärmedurchlasswiderstand $R$ zum Wärmedurchgangswiderstand.

Merke

Je höher der Wärmeübergangswiderstand, desto besser ist die Wärmedämmeigenschaft des Materials.