Калькулятор теплопередачи

Теплопередача — перенос тепловой энергии, вызванный разностью температур. В инженерии обычно выделяют теплопроводность, конвекцию и излучение. Калькулятор определяет стационарный тепловой поток для каждого способа в ваттах по стандартным входным данным СИ. Положительный результат означает перенос тепла от указанной горячей стороны или поверхности к холодной стороне или окружению. Перестановка температур даёт отрицательное значение и указывает на обратное направление. Теплопроводность переносит энергию через неподвижный материал. Для плоского слоя с постоянной теплопроводностью закон Фурье даёт поток как произведение теплопроводности, площади и разности температур, делённое на толщину слоя. Увеличение площади, теплопроводности или разности температур повышает поток, а увеличение толщины снижает его. Упрощённая модель предполагает одномерный перенос, однородные свойства, отсутствие внутренних источников тепла и пренебрежимо малое контактное сопротивление. Конвекция передаёт тепло между поверхностью и движущейся жидкостью или газом, например водой или воздухом. Закон охлаждения Ньютона умножает коэффициент теплоотдачи на площадь поверхности и разность температур поверхности и среды. Коэффициент не является базовой константой материала: он меняется со свойствами и скоростью среды, геометрией, ориентацией, а также естественным или вынужденным характером течения. Для содержательных результатов выбирайте коэффициент из подходящей корреляции или измерений. Тепловое излучение переносит энергию электромагнитным излучением и не требует жидкой или газовой среды. Закон Стефана — Больцмана использует степень черноты, площадь и разность четвёртых степеней абсолютных температур поверхности и окружения. Поэтому температуры для излучения следует вводить в кельвинах. Степень черноты находится между нулём и единицей; у тёмных неметаллических поверхностей она часто высокая, а у полированных металлов может быть значительно ниже. Реальные конструкции могут одновременно включать все три способа, несколько слоёв, переменные свойства, сложную геометрию или нестационарные температуры. В таких случаях тщательно рассчитывайте каждый применимый путь либо используйте сеть тепловых сопротивлений и численную модель. Эти результаты — идеализированные инженерные оценки для учебных задач, сравнения ранних проектов, проверки изоляции, исследования охлаждения электроники и оценки правдоподобия более подробного анализа.