Калькулятор теплопередачи
Выберите способ теплопередачи, введите свойство материала или поверхности, площадь и две температуры. Калькулятор покажет тепловой поток в ваттах, плотность потока на квадратный метр, энергию за сутки в кВт·ч и термическое сопротивление.
Работает в браузере: всё, что вы вводите, никуда не отправляется.
Как пользоваться
- Выберите теплопроводность, конвекцию или излучение.
- Введите свойство: λ и толщину для стенки, α для поверхности в потоке или степень черноты для излучения.
- Введите площадь и температуры горячей и холодной стороны в °C, °F или K.
Формулы
- Теплопроводность (Фурье): Q = λ × S × ΔT ÷ d. Термическое сопротивление R = d ÷ (λ × S).
- Конвекция (Ньютон — Рихман): Q = α × S × ΔT. R = 1 ÷ (α × S).
- Излучение (Стефан — Больцман): Q = ε × σ × S × (T_гор⁴ − T_хол⁴), σ = 5,670374 × 10⁻⁸ Вт/(м²·К⁴).
- Плотность потока q = Q ÷ S; энергия за сутки = Q × 24 ч.
Пример
Участок стены 10 м² с утеплителем толщиной 10 см и λ = 0,04 Вт/(м·К), внутри 20 °C, снаружи 0 °C: Q = 0,04 × 10 × 20 ÷ 0,1 = 80 Вт, плотность потока 8 Вт/м², 1,92 кВт·ч за сутки, R = 0,25 К/Вт.
Поверхность 1 м² при 100 °C со степенью черноты 0,9 излучает в помещение с 20 °C: Q = 0,9 × 5,670374 × 10⁻⁸ × (373,15⁴ − 293,15⁴) = 612,55 Вт.
Советы
- Многослойная стенка: сложите термические сопротивления слоёв, затем Q = ΔT ÷ R_сумм.
- Только стационарный режим. Формулы предполагают, что температуры не меняются со временем.
- Теплопроводность λ берите из паспорта материала: она зависит от плотности, влажности и температуры.
Частые вопросы
Какие бывают виды теплопередачи?
Теплопроводность переносит тепло через твёрдое тело или неподвижную среду, конвекция уносит его движущимся газом или жидкостью, излучение передаёт его инфракрасным светом, даже через вакуум. На практике они часто действуют вместе.
Что такое закон Фурье?
Тепловой поток через плоский слой Q = λ × S × ΔT ÷ d, где λ — теплопроводность в Вт/(м·К), S — площадь, ΔT — разность температур, d — толщина. Вдвое более толстый слой вдвое уменьшает теплопотери.
Что такое коэффициент теплоотдачи?
Он показывает, как хорошо среда забирает тепло у поверхности, в Вт/(м²·К). Зависит от среды, её скорости и формы тела, поэтому его берут из таблиц или критериальных формул. У неподвижного воздуха он мал, у текущей воды намного больше.
Почему для излучения нужны кельвины?
Мощность излучения пропорциональна четвёртой степени абсолютной температуры, Q = ε × σ × S × (T₁⁴ − T₂⁴), поэтому температуры должны быть абсолютными. Калькулятор сам переводит °C и °F.