Comment calculer le transfert de chaleur

Lorsque vous vous sentez la chaleur, vous êtes essentiellement à détecter le transfert d'énergie thermique à partir de quelque chose de chaud à quelque chose de plus froid, votre corps. Lorsque vous vous sentez quelque chose de froid, vous détecter le transfert d'énergie thermique dans l'autre sens: de votre corps en quelque chose de plus froid. Ce type de transfert de chaleur est appelé conduction. L'autre type principal de transfert de chaleur qui se produit sur la Terre est entre les fluides et est connue comme la convection.


Sommaire

  • Calcul de transfert de chaleur par conduction
  • Calcul de transfert de chaleur par convection
  • Conseils & avertissements
  • Choses que vous devez

    • Pour les deux conduction et convection:
    • La conductivité thermique (k), la conductivité thermique du matériau naturel ou fluide étant chauffés ou refroidis.



    • La zone (A), définie comme la surface en coupe transversale à travers laquelle la chaleur est transférée.
    • Pour conduction seulement:




    • gradient de conduction thermique (Thot-Tfroid), définie comme la différence de température dans la direction du flux d'énergie à partir de la zone chaude à la zone froide.
    • Épaisseur (d), ce qui signifie l'épaisseur ou la longueur, du conducteur.



    • Pour convection uniquement:
    • température de convection (Tsurface-Tfluid), définie comme la différence entre la température de surface de la prise de fluide de l'énergie et la température du fluide.

    Calcul de transfert de chaleur par conduction

    1. Commencez par saisir les variables connues dans l'équation assez simple utilisée pour déterminer le taux de transfert de chaleur, q, entre deux médiums par conduction: q = (kA (Thot-Tcold)) / j. Par exemple, si k = 50 watts / mètre Celsius, a = 10 m ^ 2, Thot = 100 degrés Celsius, Tfroid = 50 degrés Celsius, et d = 2 mètres, alors q = (50 * 10 (100-50)) / 2.

    2. Suivant soustraire les deux températures de travailler à travers cette partie de l'équation et obtenir la différence de température. Dans cet exemple, le calcul serait de 100 degrés Celsius - 50 ° C = 50 ° C, ce qui entraîne l'équation simplifiée q = (50 * 10 (50)) / 2.

    3. Multiplier la conductivité thermique et la région de surface. Alors maintenant, l'équation simplifiée est q = (500 * 50) / 2.

    4. Multiplier le produit de la conductivité thermique et de surface que vous avez trouvé à l'étape précédente par la différence de température pour obtenir q = 25000/2.

    5. Enfin, diviser le produit calculé à l'étape précédente par l'épaisseur pour obtenir q = 12500 W.

    Calcul de transfert de chaleur par convection

    1. Commencez par saisir les variables connues dans une équation similaire pour calculer le transfert de chaleur par convection: R = kA (Tsurface-Tfluid). Par exemple, si k = 50 watts / mètres Celsius, A = 10 ^ 2 mètres, Tsurface = 100 degrés Celsius, et Tfluid = 50 degrés Celsius, alors votre équation peut être écrite comme q = 50 * 10 (100-50).

    2. Calculer la différence de température. Dans cet exemple, le calcul serait de 100 degrés Celsius - 50 ° C = 50 ° C, ce qui entraîne q = 50 * 10 (50).

    3. Ensuite, multiplier la conductivité thermique par l'aire de surface pour obtenir q = 500 (50).

    4. Enfin, il faut multiplier ce produit par la différence de température, en laissant le taux de transfert d'énergie exprimée en watts. Dans cet exemple, q = 25 000 W.

    Conseils & Avertissements

    • L'autre principale méthode de transfert de chaleur est appelé rayonnement, et voilà comment la chaleur est transférée du soleil à la Terre dans le vide de l'espace. L'équation pour ce type de transfert de chaleur est q = émissivité * constant * zone de rayonnement de Stefan (température du radiateur ^ 4 température d'un environnement ^ 4).
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