Что такое коэффициент теплоотдачи?
Коэффициент конвективной теплоотдачи, обозначаемый буквой h, показывает, насколько эффективно теплота передаётся между твёрдой поверхностью и движущейся средой — жидкостью или газом. Это один из ключевых параметров в теплотехнике, проектировании систем отопления, вентиляции и кондиционирования (ОВК), расчёте теплообменников и охлаждении электроники. Калькулятор вычисляет h напрямую по закону охлаждения Ньютона, используя тепловой поток, площадь поверхности и разницу температур между поверхностью и средой.
Разбор формулы
Расчёт основан на выражении $$h = \frac{\text{Q (W)}}{\text{A (m}^2\text{)} \times \text{ΔT (K)}}$$ — это преобразованный закон охлаждения Ньютона \(Q = h \cdot A \cdot \Delta T\). Здесь Q — тепловой поток в ваттах (Вт), A — площадь теплообменной поверхности в квадратных метрах (м²), а ΔT — разница температур в кельвинах (К) или градусах Цельсия (один кельвин по величине равен одному градусу Цельсия, поэтому разница получается одинаковой). Результат h выражается в Вт/(м²·К). Чем выше значение, тем интенсивнее поверхность отдаёт или поглощает теплоту.
Как пользоваться калькулятором
Введите суммарный тепловой поток Q, площадь поверхности A, контактирующей со средой, и разницу температур ΔT. Нажмите кнопку расчёта — и вы мгновенно получите коэффициент. Чтобы результат был в Вт/(м²·К), задавайте все значения в системе СИ.
Пример расчёта
Предположим, плоская пластина рассеивает Q = 5000 Вт с площади A = 2 м² при разнице температур между поверхностью и средой ΔT = 25 К. Тогда $$h = \frac{5000}{2 \times 25} = \frac{5000}{50} = 100\ \text{Вт/(м}^2\cdot\text{К)}$$ — значение, характерное для вынужденной конвекции воздуха.
Часто задаваемые вопросы
В каких единицах вводить данные? Используйте систему СИ: Q — в ваттах, A — в квадратных метрах, ΔT — в кельвинах (или в разнице °C). Результат получается в Вт/(м²·К).
Можно ли задавать ΔT в °C? Да — разница температур в °C численно совпадает с разницей в кельвинах, поэтому результат не меняется.
Какие значения h считаются типичными? Свободная конвекция в воздухе — примерно 5–25, вынужденная конвекция в воздухе — 10–500, вынужденная конвекция в воде — 100–15 000, а при кипении и конденсации значение может превышать 10 000 Вт/(м²·К).
