Putere termică Q̇
Căldura transferată prin perete pe unitatea de timp în regim staționar.
Inginerie termică · Transfer termic · conducție
Calculator conducție termică — legea lui Fourier
Calculați conducția termică staționară printr-un perete plan omogen sau determinați grosimea ori conductivitatea necesară.
Creat la v1.0
De Thibaut Grzelak, Inginer de calcul mecanic
02
|ΔT|Rezultate
Grosime necesară e
Grosimea peretelui corespunzătoare puterii termice impuse.
Conductivitate necesară k
W/(m·K)
Conductivitatea termică corespunzătoare puterii termice impuse.
Flux termic q″
W/m²
Puterea termică transferată pe unitatea de suprafață.
Rezistență termică R
K/W
Rezistența termică totală prin conducție pentru suprafața introdusă.
Rezistență termică pe suprafață R″
m²·K/W
Rezistența termică prin conducție raportată la unitatea de suprafață.
Relație și înlocuire numericăFourier · 1D
Q̇ = k · A · ΔT / eq″ = k · ΔT / eR = e / (k · A)R″ = e / kQ̇Putere termică Q̇W
q″Flux termic q″W/m²
kConductivitate termică kW/(m·K)
ASuprafață Am²
eGrosime em
ΔTDiferență de temperatură ΔTK
Relație și înlocuire numerică
ΔT = 20 K
Q̇ = 0.04 × 10 × 20 / 0.2 = 40 WRegim staționar și conducție unidimensională. Perete plan omogen cu suprafață și conductivitate k constante.
01Formule și simboluri
Formule utilizate
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)02Ipoteze și limite
Domeniu de valabilitate
- Regim staționar și conducție unidimensională.
- Perete plan omogen cu suprafață și conductivitate k constante.
- Fără generare internă de căldură și fără rezistență de contact.
- Convecția la suprafețe și radiația nu sunt incluse.
- Pereții multistrat, geometriile cilindrice și punțile termice sunt în afara modelului.
- Calculul nu este o verificare normativă.
03Exemplu de validare
Caz numeric de referință
- Caz de referință: k = 0,04 W/(m·K), A = 10 m², e = 0,20 m și ΔT = 20 K.
- Q̇ = 40 W și q″ = 4 W/m².
- R = 0,5 K/W și R″ = 5 m²·K/W.
- Calculele inverse dau e = 0,20 m și k = 0,04 W/(m·K).
04Referințe
Referințe tehnice
- MIT OpenCourseWare — Heat Transfer: Fourier conduction through a plane wall.
- NIST Special Publication 811 — SI units and temperature intervals.