Калькулятор теплопроводности

Теплопроводность описывает, насколько легко материал проводит тепло. Высокое значение означает эффективный перенос тепла через материал, низкое — теплоизоляционные свойства. Калькулятор преобразует закон Фурье для стационарной одномерной теплопроводности через плоский слой: k = Q̇L/(AΔT). Здесь k — коэффициент теплопроводности, Q̇ — тепловой поток, L — толщина слоя, A — площадь поперёк направления потока, ΔT — разность температур двух поверхностей. Единица СИ — ватт на метр-кельвин, W/(m·K). Разность температур имеет одинаковое числовое значение в кельвинах и градусах Цельсия, поэтому измеренную в °C разность можно напрямую вводить как кельвины. Нельзя подставлять абсолютные температуры вместо ΔT: вычтите температуру холодной стороны из температуры горячей. Тепловой поток — мощность в ваттах, а не накопленная тепловая энергия в джоулях. Если эксперимент фиксирует энергию за промежуток времени, перед вводом разделите джоули на секунды. Закон Фурье показывает, что тепловой поток растёт с теплопроводностью, площадью и разностью температур, а большая толщина слоя его уменьшает. Определение теплопроводности по этому закону часто применяется в испытаниях методом защищённой горячей пластины, учебных лабораториях, анализе стройматериалов и предварительных исследованиях изоляции. Типичные значения охватывают много порядков величины. У газов и пеноматериалов они низкие, у обычной строительной изоляции часто составляют сотые доли W/(m·K), у стекла и бетона выше, а у металлов могут достигать десятков и сотен W/(m·K). Расчёт предполагает стационарные условия, однородный материал, постоянную теплопроводность, одномерный поток и пренебрежимо малое контактное термосопротивление. Конвекцию и излучение на поверхностях нужно контролировать или учитывать отдельно. Влажность, температура, плотность, ориентация зёрен, производственные отклонения и дефекты образца могут менять кажущуюся теплопроводность. Для многослойных стен, криволинейных форм, нестационарного нагрева или температурозависимых свойств используйте сеть тепловых сопротивлений либо более полную модель теплопередачи. Экспериментальные значения должны учитывать неопределённость толщины, площади, датчиков температуры и поправок на теплопотери. Считайте результат идеальной оценкой, если измерительная установка не соответствует признанному стандарту испытаний.