熱傳計算器

熱傳是由溫差造成的熱能移動。工程上通常分為傳導、對流與輻射。本計算器使用標準 SI 輸入參數，提供各模式的穩態熱傳速率，單位為瓦特。正值表示熱量從所列熱側或表面溫度流向所列冷側或周遭溫度。對調溫度會得到負值，表示熱流方向相反。 傳導透過靜止材料傳遞能量。對於熱傳導係數固定的平面層，傅立葉定律將熱傳導係數乘以面積及溫差，再除以層厚，得到熱傳速率。面積、熱傳導係數或溫差越大，速率越高；層厚增加則會降低速率。此簡化模型假設熱流為一維、物性均勻、無內部熱源，且接觸熱阻可忽略。 對流在表面與空氣或水等流動流體間傳熱。牛頓冷卻定律將對流熱傳係數乘以表面積及表面與流體的溫差。此係數並非基本材料常數，會隨流體性質、速度、幾何形狀、方位，以及自然或強制流動而變化。應選用適當關聯式或量測所得的係數，才能得到有意義的結果。 熱輻射透過電磁放射傳遞能量，不需要流體介質。斯特藩–波茲曼定律使用放射率、面積，以及表面與周遭絕對溫度的四次方之差。因此，輻射溫度必須以克耳文輸入。放射率介於零與一之間；深色非金屬表面通常有較高放射率，而拋光金屬可能低得多。 實際組件可能同時涉及三種模式、多層材料、變動物性、複雜幾何形狀或暫態溫度。這些情況下，應仔細計算每條適用的熱傳路徑，或採用熱阻網路與數值模型。此處結果為理想化工程估算，適用於課堂題目、初步設計比較、隔熱檢查、電子散熱研究，以及詳細分析的合理性檢核。