Калькулятор коэффициента теплоотдачи

Коэффициент конвективной теплоотдачи, обычно обозначаемый h, связывает тепловой поток на поверхности с её площадью и разностью температур поверхности и прилегающей жидкой или газовой среды. По закону охлаждения Ньютона тепловая мощность равна произведению h, площади и разности температур. Выражая коэффициент, получаем h = Q ÷ (A × ΔT). Калькулятор использует это соотношение и также выводит плотность теплового потока — мощность, делённую на площадь. Единица коэффициента в СИ — ватт на квадратный метр и кельвин. Разности температур в градусах Цельсия и кельвинах численно равны, поэтому подходят обе шкалы. Инструмент использует модуль разности температур поверхности и среды, поскольку коэффициент принято указывать положительным. Направление при этом можно определить: в пассивных условиях тепло идёт из более горячей области в более холодную. В отличие от теплопроводности, коэффициент теплоотдачи не является только свойством вещества. Он объединяет влияние среды, течения и геометрии поверхности. На h могут влиять скорость, плотность, вязкость, теплопроводность, теплоёмкость, турбулентность, ориентация, шероховатость и характерные размеры. При естественной конвекции в неподвижном воздухе коэффициент часто намного ниже, чем при принудительном обдуве; кипение и конденсация могут давать гораздо большие значения. Опубликованные диапазоны полезны для предварительной оценки, но окончательные проектные значения следует получать по подходящим корреляциям, экспериментам или проверенному моделированию. Расчёт предполагает, что мощность, площадь и характерные температуры относятся к одной границе и одному режиму работы. Неравномерная температура стенки, изменение течения, загрязнение, излучение, контактное сопротивление и потери по другим путям могут приводить к отличию экспериментально найденного коэффициента от локального. Для теплообменника может требоваться коэффициент теплопередачи, объединяющий конвективные плёнки, теплопроводность стенки и сопротивления загрязнений. Используйте калькулятор для быстрых оценок конвекции, обработки лабораторных данных, проверки охлаждения, предварительного подбора теплообменников и сравнения измеренных рабочих точек. Мощность и площадь задавайте в ваттах и квадратных метрах; выбранная разность температур должна отражать движущий температурный напор модели. Сложным теплообменникам может требоваться среднелогарифмическая разность температур вместо одной разности между поверхностью и средой.