Compute conductive, convective and radiative heat transfer from temperature difference, specific heat, mass and coefficients using Q = mcΔT and the Stefan-Boltzmann law.
热量传递有三种基本方式:
Q = k·A·ΔT / L(k 导热系数)。Q = h·A·ΔT(h 表面传热系数)。Q = ε·σ·A·(T₁⁴ − T₂⁴)(σ=5.67×10⁻⁸ W/m²K⁴,ε 发射率)。复合传热用总传热系数 U:Q = U·A·ΔT。温度请使用绝对温标(K),面积 A、温差 ΔT 单位需统一。
Q：热传导速率（W）
k：导热系数（W/m·K）
A：接触面积（m²）
ΔT：两侧温差（K）
L：材料厚度（m）
Q：热量（J）
m：质量（kg）
c：比热容（J/kg·°C）
ΔT：温度变化（°C）
Q：对流换热速率（W）
h：对流换热系数（W/m²·K）
A：换热面积（m²）
ΔT：壁面与流体温差（K）
σ：斯特藩常数 ≈ 5.67×10⁻⁸ W/m²·K⁴
ε：发射率（0~1）
A：辐射面积（m²）
T：绝对温度（K）
• 热传导：物体内部或接触物体间的热量传递，靠分子振动
• 热对流：流体（气体/液体）流动带走热量
• 热辐射：通过电磁波传递热量，不需要介质
| 物质 | k (W/m·K) | 类型 |
|---|---|---|
| 银 (Ag) | 429 | 金属 |
| 铜 (Cu) | 401 | 金属 |
| 金 (Au) | 316 | 金属 |
| 铝 (Al) | 237 | 金属 |
| 铁 (Fe) | 80 | 金属 |
| 碳钢 | 50 | 金属 |
| 不锈钢 | 16 | 金属 |
| 玻璃 | 0.8 | 非金属 |
| 水 (20°C) | 0.6 | 液体 |
| 木材 | 0.12~0.2 | 非金属 |
| 空气 (静止) | 0.026 | 气体 |
| 玻璃棉 | 0.04 | 保温材料 |
| 聚苯乙烯泡沫 | 0.033 | 保温材料 |
| 聚氨酯泡沫 | 0.026 | 保温材料 |
| 真空 | ~0 | - |
| 物质 | c (J/kg·°C) | 说明 |
|---|---|---|
| 水 | 4186 | 比热容最大的常见物质 |
| 冰 | 2090 | 固态水 |
| 水蒸气 | 2000 | 气态水 |
| 空气 | 1005 | 常温常压 |
| 铝 | 900 | 金属 |
| 玻璃 | 840 | 非金属 |
| 铁/钢 | 450 | 金属 |
| 铜 | 385 | 金属 |
| 铅 | 130 | 比热容小的金属 |
| 橄榄油 | 2100 | 油类 |
| 乙醇 | 2440 | 酒精 |
| 木材 | 1700 | 平均值 |
| 方式 | h (W/m²·K) |
|---|---|
| 气体自然对流 | 2 ~ 25 |
| 液体自然对流 | 50 ~ 1000 |
| 气体强制对流 | 25 ~ 250 |
| 液体强制对流 | 100 ~ 15000 |
| 水沸腾 | 2500 ~ 25000 |
| 蒸汽冷凝 | 5000 ~ 100000 |
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