Πώς να υπολογίσετε τη ροή θερμότητας
Η ροή θερμότητας ή η μεταφορά θερμότητας ανά ταχύτητα μονάδας επιφάνειας είναι μια χρήσιμη ποσότητα σε εφαρμογές όπως ο προσδιορισμός της μεταφοράς ενέργειας από μια πλάκα καυσίμου στο λειτουργικό ρευστό, όπως σε έναν αντιδραστήρα νερού υπό πίεση.
Μετρήστε τις παραμέτρους του συστήματος. Συμπεριλάβετε ομοιόμορφο πάχος του υλικού μέσω του οποίου ρέει θερμότητα και ονομάστε το πάχος τοιχώματος, d. Συμπεριλάβετε τη θερμική αγωγιμότητα, k, αυτού του υλικού. Μετρήστε (ή υπολογίστε από τις παραμέτρους σχεδιασμού του συστήματος) τη θερμή θερμοκρασία (όπως αυτή μιας πηγής θερμότητας), Thot. Μετρήστε την ψυχρή θερμοκρασία (όπως αυτή ενός ρευστού εργασίας), Tcold.
Υπολογίστε το ρυθμό μεταφοράς θερμότητας, το Q. Q μετριέται σε μονάδες ενέργειας ανά μονάδα χρόνου, όπως BTU/hr ή Watt. Για τοίχο ομοιόμορφου πάχους d, με θερμική αγωγιμότητα k, εμβαδόν Α, θερμή θερμοκρασία, Thot και ψυχρή θερμοκρασία, Tcold, λύστε το Q με την ακόλουθη εξίσωση:Q =k*A(Thot - Tcold)/ ρε. Για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας σίδηρο με k =79,5 (Watts/m K), τοίχο πάχους 1 cm, που αναλύθηκε σε 1 τετραγωνικό μέτρο, και Thot - Tcold =111 C (ή βαθμούς Κ, ισοδύναμα), Q =882.450 Watts
Αφαιρέστε μονάδες εμβαδού, A, για να λάβετε ροή θερμότητας, Q". Διαιρέστε το Q με το εμβαδόν, A, που λύνατε για το Q αφού Q" =Q/A. Για παράδειγμα, η ροή θερμότητας Q" στο παραπάνω βήμα είναι 882.450 Watts/1m^2 =882.450 Watts/m^2. Σημειώστε ότι έπρεπε να συμπεριλάβετε την περιοχή στον αρχικό υπολογισμό Q για να ακυρώσετε τη μονάδα μετρητή στην τιμή του κ.
