Temperaturverlauf im dickwandigen Rohr

Wärmedurchgang & Temperaturverlauf im Rohr

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

Außendurchmesser Schicht 2 (d₃) [mm]:

Dicke Schicht 1 (innen) (s₁) [mm]:

Dicke Schicht 2 (mitte) (s₂) [mm]:

Dicke Schicht 3 (außen) (s₃) [mm]:

Schicht 1 (innen) (λ₁):

Schicht 2 (mitte) (λ₂):

Schicht 3 (außen) (λ₃):

α innen [W/(m²·K)]:

Temperatur innen (T_i) [°C]:

α außen [W/(m²·K)]:

Temperatur außen (T_a) [°C]:

ⓘ 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:

{\dot{q}}_{l} = \frac{T_{i} - T_{a}}{R_{l, ges}}

Gesamter Wärmewiderstand:

R_{l, ges} = \frac{1}{π \cdot d_{1} \cdot α_{i}} + \sum_{n = 1}^{3} \frac{\ln (\frac{d_{n + 1}}{d_{n}})}{2 π \cdot λ_{n}} + \frac{1}{π \cdot d_{4} \cdot α_{a}}

k-Wert bezogen auf d₃:

k_{3} = \frac{1}{R_{l, ges} \cdot π \cdot d_{3}}

Temperaturverlauf in Schicht n:

T (r) = T_{innen, Schicht} - \frac{{\dot{q}}_{l} \cdot \ln (\frac{r}{r_{innen}})}{2 π \cdot λ_{n}}

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