Warmteoverdracht

Warmte kan zich op 3 manieren verplaatsen. In les Na-23-22 warmteoverdracht wordt dit uitgebreid uitgelegd. De 3 mogelijke vormen van warmteoverdracht zijn:

Als we naar de plaat uit de warmtewisselaar kijken dan zien we dat de warmte eerst van de warme stroom naar de plaat gaat. De warme stroom is een gas of vloeistof (in dit geval stoom) en daarom hebben we hier te maken met warmteoverdracht door stroming.

De warmte overdracht door stroming kunnen we berekenen met:

Je vindt deze formule in tabellenboek C, tabel 60.

De plaat van de warmtewisselaar is gemaakt van vaste stof. Daarom kan de warmteoverdracht door de plaat alleen door geleiding plaats vinden.

De warmteoverdracht door geleiding kunnen we berekenen met:

Je vindt deze formule in tabellenboek C, tabel 57.

Van de plaat naar de koude stroom vindt de warmteoverdracht weer door stroming plaats (melk is een vloeistof).

warmteoverdracht vlakke plaat

Omdat de warmtestroom overal gelijk is kunnen we de formules van stroming en geleiding aan elkaar gelijk stellen, we krijgen dan een nieuwe formule waarmee in één keer de hele warmtestroom kunnen berekenen.

Om de nieuwe formule te kunnen bepalen zetten we de 's aan één kant en vullen we die in onderstaande formule in:

 

A en zijn constant dus die halen we buiten haakjes:

ALs we deze formule omwerken krijgen we:

Met deze formule kun je de warmteoverdracht door een vlakke plaat uitrekenen, als je een plaat hebt die uit 2 of meer lagen bestaat tel je diktes en de lambda's als volgt bij elkaar op:

bij 3 lagen  .

We schrijven dit als:

Deze term bestaat uit allemaal constanten en vormt een nieuwe constante: k de warmtedoorgangscoëfficiënt.

      of         

Voor de warmteoverdracht geldt nu:

In onderstaande video zie je hoe je deze formules in een opgave gebruikt.

 

Voorbeeld berekenen warmteoverdracht https://web.microsoftstream.com/video/2b2c6ca6-1ffe-47b8-a69b-e4a13ea09fe2