Что считает этот калькулятор
Инструмент применяет закон теплопроводности Фурье, чтобы определить, с какой скоростью тепло проходит через сплошной слой материала — стену, окно, плиту утеплителя или изоляцию трубопровода. Он выдаёт сразу две величины: полный тепловой поток (в ваттах) и плотность теплового потока (ватты на квадратный метр). Физика здесь универсальна и работает в любой стране.
Как пользоваться
Введите теплопроводность материала k (Вт/м·К), площадь поперечного сечения A (м²) перпендикулярно направлению теплового потока, толщину слоя d (м) и температуры на горячей и холодной поверхностях. Поскольку важна только разность температур, можно вводить обе температуры в °C или обе в K — результат будет одинаковым.
Разбор формулы
Стационарная теплопроводность описывается уравнением $$Q/t = \frac{\text{k} \cdot \text{A} \cdot \Delta T}{\text{d}}$$ где \(\Delta T = T_{\text{гор}} - T_{\text{хол}}\). Чем выше теплопроводность, больше площадь или больше перепад температур — тем интенсивнее тепловой поток, а чем толще слой, тем меньше поток. Плотность теплового потока \(q = \frac{\text{k} \cdot \Delta T}{\text{d}}\) — это просто поток, приходящийся на единицу площади.
Пример расчёта
Возьмём теплоизоляционную панель площадью 10 м² и толщиной 0,1 м с \(k = 0{,}04\) Вт/м·К: горячая сторона — 20 °C, холодная — 0 °C. Тогда \(\Delta T = 20\). Тепловой поток:
$$Q = \frac{0{,}04 \times 10 \times 20}{0{,}1} = 80 \ \text{Вт}$$а плотность потока:
$$q = \frac{0{,}04 \times 20}{0{,}1} = 8 \ \text{Вт/м}^2$$Частые вопросы
Важно ли, в чём считать — в °C или K? Нет. В законе используется разность температур, а изменение на 1 °C равно изменению на 1 K, поэтому результат не меняется.
Что такое теплопроводность k? Это свойство материала, показывающее, насколько легко он проводит тепло. У меди ≈ 400 Вт/м·К, у стекла ≈ 1, у стекловолоконного утеплителя ≈ 0,04.
Справедлив ли расчёт только для стационарного режима? Да — модель описывает стационарную теплопроводность при постоянных свойствах материала и без внутренних источников тепла.
