warmtestroomweerstand

Warmtestroomweerstand, ook wel thermische weerstand genoemd, is een concept uit de warmteoverdracht dat de weerstand beschrijft tegen het transport van warmte tussen twee locaties met verschillende temperaturen. Het begrip wordt vaak aangeduid met R_th en uitgedrukt in kelvin per watt (K·W^-1). De basisrelatie is Q = ΔT / R_th, waarbij Q de netto warmtestroom (W) is en ΔT het temperatuurverschil tussen de twee punten (K).

In een systeem kunnen meerdere warmteweerstanden voorkomen. Bij serie-weergevoelige paden telt men de weerstanden op: R_th,total = Σ R_th,i. Bij parallelle warmtewegen geldt: 1/R_th,total = Σ (1/R_th,i). Hiermee kan men het totale warmtepad van een constructie of apparaat modelleren als een netwerk van weerstanden.

Drie hoofdtypen van warmteoverdracht leveren weerstand:

- Geleiding (door vaste materialen): R_cond = L / (k A), met L de dikte, k de warmtegeleidbaarheid en A het oppervlak.

- Convectie (lucht rondom een oppervlak): R_conv = 1 / (h A), met h de convectiecoëfficiënt.

- Straling (tussen oppervlakken): R_rad is afhankelijk van emissiviteiten en temperaturen; vaak wordt een equivalente stralingscoëfficiënt h_rad gebruikt in eenvoudige modellen.

Toepassingen en betekenis:

In bouwkunde bepaalt de warmteweerstand van wanden, daken en ramen het isolatieniveau; de U-waarde is de omgekeerde van de totale R_th per oppervlakte. In elektronica beschrijven warmteweerstanden de afvoer van warmte van een component naar een koelsysteem via verschillende paden, zoals junction-to-case en case-to-ambient. Warmtestroomweerstand is thus essentieel voor ontwerp en evaluatie van isolatie, comfort en betrouwbaarheid.

---