Как работает калькулятор теплопередачи
Инструмент считает три базовые стационарные модели теплопередачи: теплопроводность через один слой материала, конвекцию между поверхностью и средой, а также тепловое излучение.
Для теплопроводности через плоский слой используется:
$$Q=\frac{kA\Delta T}{L}$$
Для конвекции:
$$Q=hA\Delta T$$
Для излучения по закону Стефана-Больцмана:
$$Q=\varepsilon\sigma A\left(T_{\text{гор}}^4-T_{\text{хол}}^4\right)$$
Здесь \(Q\) - мощность теплопередачи в ваттах, \(A\) - площадь, \(\Delta T\) - разность температур, \(k\) - коэффициент теплопроводности, \(h\) - коэффициент теплоотдачи, \(\varepsilon\) - степень черноты, \(\sigma\) - постоянная Стефана-Больцмана. Для излучения температуры переводятся в кельвины.
Что показывает результат
Помимо основной величины калькулятор показывает тепловой поток на единицу площади:
$$q=\frac{Q}{A}$$
Для моделей, где это применимо, также выводится тепловое сопротивление:
$$R=\frac{\Delta T}{Q}$$
Например, при \(k=0{,}8\ \text{Вт}/(\text{м}\cdot\text{К})\), \(A=1\ \text{м}^2\), \(L=0{,}1\ \text{м}\) и \(\Delta T=60\ \text{К}\):
$$Q=\frac{0{,}8\cdot1\cdot60}{0{,}1}=480\ \text{Вт}$$
Ограничения
Это физическая оценка для одиночной идеализированной модели. Многослойные стены, расчёт утеплителя, контактные сопротивления, нестационарное охлаждение, внутреннее тепловыделение и подбор коэффициента теплоотдачи по режиму течения требуют отдельной модели или отдельного строительного калькулятора.