Wärmedurchgang & Temperaturverlauf im Rohr

Berechnung für ein 3-schichtiges, dickwandiges Rohr basierend auf dem Außendurchmesser der mittleren Schicht (d₃).

Geometrie

Wärmeleitfähigkeit λ [W/(m·K)]

Randbedingungen

ⓘ Referenztabelle: Wärmeleitfähigkeit λ für gängige Materialien
Materialkategorie Material λ [W/(m·K)] Quelle / Link
Metalle Kupfer (rein) 380 - 400 Schweizer-FN
Aluminium 200 - 235
Stahl (unlegiert) 45 - 55
Edelstahl (V2A / V4A) 15 - 20
Tantal 57 Wiki
Titan 22 Wiki
Nichtmetalle HDPE (Polyethylen) 0.40 - 0.50 Engineering Toolbox
PP (Polypropylen) 0.22 - 0.24
PVC (hart) 0.14 - 0.17
PTFE (Teflon) 0.25
Borosilicatglas 3.3 1,2 De Dietrich Germany Mainz GmbH
Siliciumcarbid (technisch) 100-140 Wiki
Ablagerung Kesselstein, gipsreich 0,6 - 2,3 Prof. Dr.-Ing. Th. Rieckmann, Wärmeübertrager - Fouling, Effizienz und Optimierung
Kesselstein, silikatreich 0,08 - 0,18
Ruß, trocken 0,035 - 0,07
Kohlenstäube, trocken 0,11
Eis 1,75-2,3
Salz ~0,6
Dämmstoffe PUR / PIR (Hartschaum) 0.022 - 0.028 Heizung.de
EPS (Styropor) 0.032 - 0.040
Mineralwolle (Glas/Stein) 0.035 - 0.045
Foamglas (Schaumglas) 0.040 - 0.050
Aerogel (Hochleistung) 0.013 - 0.018

*Hinweis: Die Werte können je nach Hersteller, Temperatur und Dichte variieren.

Verwendete Berechnungsformeln

Längenbezogener Wärmestrom:
q˙l = Ti−Ta Rl,ges
Gesamter Wärmewiderstand:
Rl,ges = 1π⋅d1⋅αi + ∑n=13 lndn+1dn 2π⋅λn + 1π⋅d4⋅αa
k-Wert bezogen auf d₃:
k3 = 1Rl,ges⋅π⋅d3
Temperaturverlauf in Schicht n:
Tr = Tinnen, Schicht − q˙l⋅lnrrinnen 2π⋅λn

Berechnungsergebnisse

Globale Kennwerte
Wärmedurchgang pro Meter Rohr (q_l)
k-Wert bezogen auf d₃ (k₃)

Grafischer Temperaturverlauf (Radius)

Temperaturverlauf an den Materialgrenzen

Position / Grenze Durchmesser [mm] Temperatur [°C] Schicht-Differenz (ΔT) [K]
Medium Innen (T_i) - -
Wandoberfläche Innen (T_w1) (Übergang Innen)
Grenze Schicht 1 / Schicht 2 (T_w2)
Grenze Schicht 2 / Schicht 3 (T_w3 = d₃)
Wandoberfläche Außen (T_w4)
Medium Außen (T_a) - (Übergang Außen)