Moc cieplna Q̇
Ciepło przenoszone przez ścianę w jednostce czasu w stanie ustalonym.
Technika cieplna · Wymiana ciepła · przewodzenie
Kalkulator przewodzenia ciepła — prawo Fouriera
Oblicz ustalone przewodzenie ciepła przez jednorodną płaską ścianę albo wyznacz wymaganą grubość lub przewodność cieplną.
Utworzono v1.0
Autor: Thibaut Grzelak, Inżynier obliczeń mechanicznych
02
|ΔT|Wyniki
Wymagana grubość e
Grubość ściany odpowiadająca zadanej mocy cieplnej.
Wymagana przewodność k
W/(m·K)
Przewodność cieplna odpowiadająca zadanej mocy cieplnej.
Gęstość strumienia q″
W/m²
Moc cieplna przenoszona na jednostkę powierzchni.
Opór cieplny R
K/W
Całkowity opór cieplny przewodzenia dla podanej powierzchni.
Powierzchniowy opór cieplny R″
m²·K/W
Opór cieplny przewodzenia odniesiony do jednostki powierzchni.
Zależność i podstawienie liczboweFourier · 1D
Q̇ = k · A · ΔT / eq″ = k · ΔT / eR = e / (k · A)R″ = e / kQ̇Moc cieplna Q̇W
q″Gęstość strumienia q″W/m²
kPrzewodność cieplna kW/(m·K)
APole Am²
eGrubość em
ΔTRóżnica temperatur ΔTK
Zależność i podstawienie liczbowe
ΔT = 20 K
Q̇ = 0.04 × 10 × 20 / 0.2 = 40 WUstalony stan i jednowymiarowe przewodzenie ciepła. Jednorodna płaska ściana o stałej powierzchni i stałej przewodności k.
01Wzory i symbole
Użyte wzory
Q̇
k · A · ΔT / eQ̇ = k·A·ΔT/eq″
k · ΔT / eq″ = k·ΔT/eR
e / (k · A)R = e/(k·A)R″
e / kR″ = e/ke / k
e = kAΔT/Q̇ ; k = Q̇e/(AΔT)e = kAΔT/Q̇ ; k = Q̇e/(AΔT)02Założenia i ograniczenia
Zakres stosowania
- Ustalony stan i jednowymiarowe przewodzenie ciepła.
- Jednorodna płaska ściana o stałej powierzchni i stałej przewodności k.
- Brak wewnętrznego źródła ciepła i oporu kontaktowego.
- Konwekcja powierzchniowa i promieniowanie nie są uwzględnione.
- Ściany wielowarstwowe, geometrie cylindryczne i mostki cieplne są poza modelem.
- Obliczenie nie jest sprawdzeniem normowym.
03Przykład walidacyjny
Referencyjny przypadek liczbowy
- Przypadek odniesienia: k = 0,04 W/(m·K), A = 10 m², e = 0,20 m, ΔT = 20 K.
- Q̇ = 40 W i q″ = 4 W/m².
- R = 0,5 K/W i R″ = 5 m²·K/W.
- Obliczenia odwrotne dają e = 0,20 m i k = 0,04 W/(m·K).
04Źródła
Źródła techniczne
- MIT OpenCourseWare — Heat Transfer: Fourier conduction through a plane wall.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.