传热计算器

热传导计算 (傅里叶定律)

Q = k × A × (ΔT / L)

Q: 热流量 (W), k: 热导率 (W/m·K), A: 面积 (m²), ΔT: 温差 (K), L: 厚度 (m)

材料选择

热导率 k W/m·K

高温侧温度 °C

低温侧温度 °C

壁厚 L m

传热面积 A m²

内半径 m

外半径 m

长度 m

钢 (碳钢)

热导率: 50 W/m·K

密度: 7850 kg/m³

比热容: 0.46 kJ/kg·K

铜

热导率: 401 W/m·K

密度: 8960 kg/m³

比热容: 0.385 kJ/kg·K

铝

热导率: 237 W/m·K

密度: 2700 kg/m³

比热容: 0.897 kJ/kg·K

隔热材料

热导率: 0.04 W/m·K

密度: 50 kg/m³

比热容: 1.0 kJ/kg·K

热阻计算

R = L / (k × A)

R: 热阻 (K/W), L: 厚度 (m), k: 热导率 (W/m·K), A: 面积 (m²)

热对流计算 (牛顿冷却定律)

Q = h × A × (T_s - T_∞)

Q: 对流换热量 (W), h: 对流换热系数 (W/m²·K), A: 面积 (m²), T_s: 表面温度 (°C), T_∞: 流体温度 (°C)

对流类型

对流换热系数 h W/m²·K

表面积 m²

表面温度 °C

流体温度 °C

对流换热系数参考值:
• 自然对流 (空气): 5-25 W/m²·K
• 强制对流 (空气): 10-200 W/m²·K
• 自然对流 (水): 100-1000 W/m²·K
• 强制对流 (水): 500-10000 W/m²·K

热交换器计算 (对数平均温差法)

Q = U × A × ΔT_lm

Q: 换热量 (W), U: 总传热系数 (W/m²·K), A: 传热面积 (m²), ΔT_lm: 对数平均温差 (K)

热流体进口温度 °C

热流体出口温度 °C

冷流体进口温度 °C

冷流体出口温度 °C

总传热系数 U W/m²·K

传热面积 m²

参考信息

材料热导率 (W/m·K)

• 银: 429

• 铜: 401

• 铝: 237

• 钢: 50

• 玻璃: 1.0

• 木材: 0.1

• 隔热材料: 0.04

常见对流换热系数 (W/m²·K)

• 空气自然对流: 5-25

• 空气强制对流: 10-200

• 水自然对流: 100-1000

• 水强制对流: 500-10000

• 沸腾水: 2500-35000

• 冷凝蒸汽: 5000-100000

单位换算

• 1 W = 1 J/s

• 1 kW = 1000 W

• 1 cal/s = 4.184 W

• 1 Btu/h = 0.293 W

• 1 ton of refrigeration = 3517 W

• ΔT 1 K = ΔT 1 °C