열전달계수란?
대류 열전달계수(기호 h)는 고체 표면과 움직이는 유체(액체 또는 기체) 사이에서 열이 얼마나 효율적으로 전달되는지를 나타내는 값입니다. 열공학, 공조(HVAC) 설계, 열교환기 용량 산정, 전자기기 냉각 등에서 핵심이 되는 변수입니다. 이 계산기는 뉴턴의 냉각 법칙을 바탕으로 열전달률, 표면적, 그리고 표면과 유체 사이의 온도차로부터 h를 곧바로 계산해 줍니다.
공식 이해하기
계산은 $$h = \frac{Q}{A \cdot \Delta T}$$ 식을 사용하며, 이는 뉴턴의 냉각 법칙 \(Q = h \cdot A \cdot \Delta T\)를 변형한 것입니다. 여기서 Q는 와트(W) 단위의 열전달률, A는 제곱미터(m²) 단위의 열교환 표면적, ΔT는 켈빈(K) 또는 섭씨(°C) 단위의 온도차입니다. 켈빈 1도와 섭씨 1도는 눈금 간격이 같으므로 온도'차'는 두 단위에서 수치가 동일합니다. 결과 h는 W/(m²·K) 단위로 표시되며, 값이 클수록 표면이 열을 더 쉽게 방출하거나 흡수한다는 뜻입니다.
사용 방법
총 열전달률 Q, 유체와 접촉하는 표면적 A, 온도차 ΔT를 입력하세요. 계산 버튼을 누르면 곧바로 열전달계수가 나옵니다. W/(m²·K) 단위로 정확한 값을 얻으려면 모든 입력값을 SI 단위로 맞춰 주세요.
계산 예시
평판이 면적 \(A = 2 \text{ m}^2\)에서 \(Q = 5000 \text{ W}\)를 방출하고, 표면과 유체의 온도차가 \(\Delta T = 25 \text{ K}\)라고 가정해 봅시다. 그러면 $$h = \frac{5000}{2 \times 25} = \frac{5000}{50} = 100 \ \text{W/(m}^2\cdot\text{K)}$$가 되며, 이는 강제 공기 대류에서 흔히 나타나는 값입니다.
자주 묻는 질문
어떤 단위를 써야 하나요? SI 단위를 사용하세요. Q는 와트(W), A는 제곱미터(m²), ΔT는 켈빈(K) 또는 섭씨 온도차로 입력합니다. 결과는 W/(m²·K)로 나옵니다.
ΔT에 섭씨(°C)를 써도 되나요? 네. 온도'차'는 섭씨로 나타내든 켈빈으로 나타내든 수치가 같으므로 결과는 달라지지 않습니다.
일반적인 h 값은 얼마인가요? 공기 중 자연 대류는 대략 5~25, 공기 중 강제 대류는 10~500, 물의 강제 대류는 100~15,000이며, 끓음·응축의 경우 10,000 W/(m²·K)를 넘기도 합니다.
