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äquivalente Wärmeleitfähigkeit

Grösse in der Energietechnik, mit der eine Aussage über die Strahlungsdämpfung verschiedener Materialien getroffen werden kann. Der Wärmestrom äquivalente Wärmeleitfähigkeit in einem durch zwei Oberflächen begrenzten, geschichteten Medium lässt sich unter der Voraussetzung hinreichend grosser Emissivität der beiden Endflächen (e > 0,5) und bei Vernachlässigung der Konvektion durch eine einfache Addition der Wärmestrombeiträge (Wärmestrom) aus Strahlung und Wärmeleitung beschreiben: äquivalente Wärmeleitfähigkeit. Für kleine Temperaturdifferenzen zwischen den Endflächen (DT < 40K) kann man den Ausdruck für den Gesamtwärmestrom als Funktion der Temperaturdifferenz linearisieren. Die Proportionalitätskonstante äquivalente Wärmeleitfähigkeit bezeichnet man als die äquivalente Wärmeleitfähigkeit. Für ein quasikontinuierliches Medium erhält man im Grenzfall grosser Dicken äquivalente Wärmeleitfähigkeit, wobei TM den Temperaturmittelwert, s die Stefan-Boltzmann-Konstante und x die materialabhängige Strahlungseindringtiefe bezeichnet; lL ist die konventionelle Wärmeleitfähigkeit des Mediums.

 

äquivalente Wärmeleitfähigkeit: Strahlungsdämpfung in verschiedenen Strukturen. Es ist erkennbar, dass insbesondere Aerogelkugeln über eine sehr geringe Strahlungseindringtiefe verfügen, was eine kleine äquivalente Wärmeleitfähigkeit und somit eine gute Strahlungsisolation zur Folge hat.

 

Materialkenngrössen

 

Dicke [m]

Dichte [g / cm3]

Strahlungs-

eindringtiefe x [cm]

Acrylschaum

20-30

30-50

0,69-0.55

Kapillarstruktur

20

35-40

0,79-0,75

Folienstruktur 1

150

50

1,12

Folienstruktur 2

300

75

0,84

Aerogelkugeln

 

135

0,158

 

 

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