열전달 계수 계산기

열전달률, 면적, 온도차로 대류 열전달 계수를 계산합니다.

대류 열전달 계수
측정값이나 설계 열전달 데이터로 h = Q ÷ (A × ΔT)를 구합니다.

열전달 계수란

대류 열전달 계수는 보통 h로 표시하며, 표면의 열 흐름을 표면적 및 표면과 인접 유체 사이의 온도차와 연결합니다. 뉴턴의 냉각 법칙에 따르면 열전달률은 h, 면적, 온도차의 곱입니다. 이를 정리하면 h = Q ÷ (A × ΔT)가 됩니다. 이 계산기는 해당 식으로 계수를 구하고, 열전달률을 면적으로 나눈 열유속도 표시합니다. 계수의 SI 단위는 제곱미터·켈빈당 와트입니다. 섭씨 온도차와 켈빈 온도차는 수치가 같으므로 어느 척도를 사용해도 됩니다. 계수는 일반적으로 양의 크기로 나타내므로 표면과 유체 온도차의 절댓값을 사용합니다. 방향은 여전히 알 수 있습니다. 수동적인 조건에서 열은 고온 영역에서 저온 영역으로 흐릅니다. 열전도율과 달리 대류 열전달 계수는 물질만의 고유 물성이 아닙니다. 유체, 유동, 표면 형상의 영향을 함께 반영합니다. 유속, 밀도, 점도, 열전도율, 열용량, 난류, 방향, 거칠기, 특성 길이 등이 모두 h에 영향을 줄 수 있습니다. 정지한 공기의 자연 대류 계수는 강제 공기 유동보다 훨씬 작으며, 끓음이나 응축에서는 훨씬 큰 값이 나올 수 있습니다. 공개된 범위는 초기 검토에 유용하지만 최종 설계값은 적합한 상관식, 실험 또는 검증된 시뮬레이션으로 정해야 합니다. 계산은 열전달률, 면적, 대표 온도가 같은 경계와 운전 조건을 나타낸다고 가정합니다. 불균일한 벽면 온도, 유동 변화, 오염, 복사, 접촉 열저항, 다른 경로의 열손실 때문에 실험으로 추정한 계수가 국소 계수와 다를 수 있습니다. 열교환기 설계에서는 대류 막, 벽 전도, 오염 열저항을 결합한 총괄 열전달 계수가 필요할 수도 있습니다. 빠른 대류 추정, 실험 데이터 처리, 냉각 시스템 검토, 열교환기 초기 검토, 측정 운전점 비교에 활용하세요. 열전달률과 면적은 와트와 제곱미터로 입력하고, 선택한 온도차가 모델에 해당하는 구동 온도차인지 확인하세요. 복잡한 열교환기에는 단일 표면·유체 온도차 대신 대수 평균 온도차가 필요할 수 있습니다.

열전달 계수 예제

표면 크기와 유체가 달라도 같은 관계식을 적용할 수 있습니다.

입력값계수상황
1,000 W, 2 m², 80°C 및 30°C10 W/m²·K중간 정도의 공기 대류
7,500 W, 1.5 m², 65°C 및 25°C125 W/m²·K액체 냉각
240 W, 0.4 m², 50°C 및 20°C20 W/m²·K부품 표면을 지나는 강제 공기 유동

계수 계산 방법

  1. 측정하거나 요구되는 열전달률을 와트로 입력하세요.
  2. 유효 열전달 표면적을 제곱미터로 입력하세요.
  3. 대표 표면 온도와 유체 온도를 입력하세요.
  4. 계수 계산을 선택해 h와 열유속을 구하세요.

자주 묻는 질문

열전달 계수란 무엇인가요?

경계에서 단위 면적과 단위 온도차당 열전달률을 나타냅니다. 유체, 유체의 운동, 표면 형상의 복합적인 영향을 요약합니다.

계수는 재료 고유의 물성인가요?

아니요. 열전도율과 달리 유속, 형상, 방향, 유체 상태, 운전 조건에 따라 달라집니다.

섭씨 온도를 사용해도 되나요?

네. 식에서 온도차를 사용하므로 섭씨 온도차와 켈빈 온도차의 수치는 같습니다.

온도차의 절댓값을 쓰는 이유는 무엇인가요?

계수는 보통 양의 크기로 표현합니다. 상대적인 온도를 통해 열이 표면에서 유체로 가는지, 반대로 가는지 알 수 있습니다.

총괄 열전달 계수와 같은가요?

반드시 같지는 않습니다. 총괄 계수는 전체 장치의 양쪽 대류 막, 벽 전도, 오염 및 기타 열저항을 포함할 수 있습니다.