Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ АНИЗОТРОПНОГО КОМПОЗИТА · ОНЛАЙН

Теплопроводность анизотропного композита — в анизотропном материале

Теплопроводность анизотропного композита — в анизотропном материале. Тепло в композите идёт по разным направлениям с неодинаковой интенсивностью. В плоскости параллельных слоёв проводимости усредняются по толщине, а в поперечном направлении складываются тепловые сопротивления. Поворот потока относительно осей изменяет измеряемую проводимость. Четвёртый вариант учитывает направление потока или упругого отклика. Поворот образца меняет измеряемую характеристику даже при неизменной массе. Эффективная проводимость при повороте вычисляется через проекцию главных компонент: k(θ)=kx·cos²θ+ky·sin²θ. Этот подход описывает направленный поток при заданном градиенте без боковых граничных эффектов.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
◈
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Укажите параметр «Теплопроводность вдоль слоёв, Вт/(м·К)». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
Укажите параметр «Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К)». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
Укажите параметр «Угол между потоком и осью материала, °». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
Укажите параметр «Толщина образца, м». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
Укажите параметр «Площадь образца, м²». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
Укажите параметр «Перепад температур, К». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
Укажите параметр «Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К)». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
Укажите параметр «Коэффициент теплоотдачи с холодной стороны, Вт/(м²·К)». Он учитывается при расчёте эффективную теплопроводность и тепловой поток.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Свойства материалов — GPT-02-10

Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К)10,052121
Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт0,155896
Тепловой поток на площадь, Вт/м²256,5811
Полная тепловая мощность, Вт205,26488
Полное термосопротивление, К/Вт0,19487
Термическое сопротивление поверхностей, м²·К/Вт0,153409
Перепад внутри пластины, К0,638127

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Расчёт основан на указанных физических приближениях, применимость которых необходимо проверить для своего материала.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Теплопроводность анизотропного композита — в анизотропном материале — расчёт с пояснениями

Теплопроводность анизотропного композита — в анизотропном материале. Тепло в композите идёт по разным направлениям с неодинаковой интенсивностью. В плоскости параллельных слоёв проводимости усредняются по толщине, а в поперечном направлении складываются тепловые сопротивления. Поворот потока относительно осей изменяет измеряемую проводимость. Четвёртый вариант учитывает направление потока или упругого отклика. Поворот образца меняет измеряемую характеристику даже при неизменной массе.

Сравните поток при повороте материала на 0° и 90°: это помогает увидеть разницу между продольной и поперечной теплопроводностью. Если коэффициенты равны, поворот не должен менять результат. Эффективная проводимость при повороте вычисляется через проекцию главных компонент: k(θ)=kx·cos²θ+ky·sin²θ. Этот подход описывает направленный поток при заданном градиенте без боковых граничных эффектов. Для проверки чувствительности измените «Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К)» относительно начального значения 2 и сравните эффективную теплопроводность и тепловой поток. В этом варианте за точку сравнения принято значение «Толщина образца» 0.025; оно относится именно к описываемому образцу. Здесь рассматривается вариант расчёта 19 с собственным набором исходных данных.

Что именно рассчитывается

Тепло в композите идёт по разным направлениям с неодинаковой интенсивностью. В плоскости параллельных слоёв проводимости усредняются по толщине, а в поперечном направлении складываются тепловые сопротивления. Поворот потока относительно осей изменяет измеряемую проводимость. Это особенно важно для варианта «анизотропия материала»: одинаковые внешние размеры образцов не гарантируют равных свойств, если отличаются распределение фаз или граничные условия.

В данном случае вход «Теплопроводность вдоль слоёв, Вт/(м·К) = 14» задаёт исходную характеристику материала. При его изменении пересчитываются связанные величины, а не просто меняется декоративное число в форме. Четвёртый вариант учитывает направление потока или упругого отклика. Поворот образца меняет измеряемую характеристику даже при неизменной массе. Для проверки чувствительности измените «Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К)» относительно начального значения 2 и сравните эффективную теплопроводность и тепловой поток.

Выбор вычислительной модели

Эффективная проводимость при повороте вычисляется через проекцию главных компонент: k(θ)=kx·cos²θ+ky·sin²θ. Этот подход описывает направленный поток при заданном градиенте без боковых граничных эффектов. Четвёртый вариант учитывает направление потока или упругого отклика. Поворот образца меняет измеряемую характеристику даже при неизменной массе. В расчётах сохраняются единицы СИ; следует отличать сопротивление всего изделия от сопротивления, нормированного на единицу площади.

Для воспроизводимого эксперимента используйте начальные значения «Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К) = 2» и «Угол между потоком и осью материала, ° = 35». Проверяйте согласованность температуры, размеров и фазового состава; ошибка в размерности может изменить оценку на порядки. Для проверки чувствительности измените «Угол между потоком и осью материала, °» относительно начального значения 35 и сравните эффективную теплопроводность и тепловой поток.

Какие данные необходимо указать

На первой группе полей находятся: Теплопроводность вдоль слоёв, Вт/(м·К); Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К); Угол между потоком и осью материала, °; Толщина образца, м; Площадь образца, м². Значения по умолчанию подобраны для демонстрации метода и не являются нормативными свойствами конкретной марки материала. Для проверки чувствительности измените «Угол между потоком и осью материала, °» относительно начального значения 35 и сравните эффективную теплопроводность и тепловой поток.

Дополнительные исходные данные: Перепад температур, К; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К); Коэффициент теплоотдачи с холодной стороны, Вт/(м²·К). Например, «Коэффициент теплоотдачи с холодной стороны, Вт/(м²·К) = 11». Параметры можно менять независимо, пока выполняются указанные ограничения и физическая совместность исходных данных.

Как проверять полученные показатели

Сравните поток при повороте материала на 0° и 90°: это помогает увидеть разницу между продольной и поперечной теплопроводностью. Если коэффициенты равны, поворот не должен менять результат. Именно поэтому полезно рассчитывать не одно итоговое число, а сопротивления, эффективные свойства и дополнительные балансовые характеристики выбранной модели. Для проверки чувствительности измените «Толщина образца, м» относительно начального значения 0.025 и сравните эффективную теплопроводность и тепловой поток.

Сравните исходный набор со случаем, когда изменено «Толщина образца, м = 0.025». Если результат существенно отличается, проверьте измерение этой характеристики и не переносите расчёт на другие образцы без проверки структуры. Для проверки чувствительности измените «Площадь образца, м²» относительно начального значения 0.8 и сравните эффективную теплопроводность и тепловой поток.

Точность и ограничения применения

Эффективная проводимость при повороте вычисляется через проекцию главных компонент: k(θ)=kx·cos²θ+ky·sin²θ. Этот подход описывает направленный поток при заданном градиенте без боковых граничных эффектов. Значения относятся к выбранному режиму «анизотропия материала» и зависят от точности исходных плотностей, температур, размеров или свойств фаз. Если материал имеет выраженные нелинейные зависимости, простая модель ограничена.

Для практического использования запишите условия измерений вместе с результатом и отдельно проверьте крайние значения допустимых параметров. Сравните поток при повороте материала на 0° и 90°: это помогает увидеть разницу между продольной и поперечной теплопроводностью. Если коэффициенты равны, поворот не должен менять результат. Так выявляются ситуации, когда инженерная аппроксимация уже перестаёт соответствовать реальному образцу. Для проверки чувствительности измените «Перепад температур, К» относительно начального значения 40 и сравните эффективную теплопроводность и тепловой поток.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

Тепло в композите идёт по разным направлениям с неодинаковой скоростью. В плоскости параллельных слоёв проводимости усредняются по толщине, а в поперечном направлении складываются тепловые сопротивления. Поворот потока относительно осей изменяет измеряемую проводимость.

Проверенные примеры

Пример 1. Исходные значения

Исходные данные: Теплопроводность вдоль слоёв, Вт/(м·К): 14; Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К): 2; Угол между потоком и осью материала, °: 35; Толщина образца, м: 0.025; Площадь образца, м²: 0.8; Перепад температур, К: 40; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К): 16; Коэффициент теплоотдачи с холодной стороны, Вт/(м²·К): 11.

По физической модели: Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К): 10.0521209; Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт: 0.155896128; Тепловой поток на площадь, Вт/м²: 256.5811; Полная тепловая мощность, Вт: 205.26488; Полное термосопротивление, К/Вт: 0.19487016; Термическое сопротивление поверхностей, м²·К/Вт: 0.153409091.

Пример 2. Повышение второго параметра

Исходные данные: Теплопроводность вдоль слоёв, Вт/(м·К): 14; Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К): 2.14; Угол между потоком и осью материала, °: 35; Толщина образца, м: 0.025; Площадь образца, м²: 0.8; Перепад температур, К: 40; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К): 16; Коэффициент теплоотдачи с холодной стороны, Вт/(м²·К): 11.

По физической модели: Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К): 10.0981794; Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт: 0.155884785; Тепловой поток на площадь, Вт/м²: 256.599771; Полная тепловая мощность, Вт: 205.279817; Полное термосопротивление, К/Вт: 0.194855981; Термическое сопротивление поверхностей, м²·К/Вт: 0.153409091.

Пример 3. Изменение последнего параметра

Исходные данные: Теплопроводность вдоль слоёв, Вт/(м·К): 14; Теплопроводность поперёк слоёв, Вт/(м·К): 2; Угол между потоком и осью материала, °: 35; Толщина образца, м: 0.025; Площадь образца, м²: 0.8; Перепад температур, К: 40; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К): 16; Коэффициент теплоотдачи с холодной стороны, Вт/(м²·К): 10.34.

По физической модели: Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К): 10.0521209; Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт: 0.161698836; Тепловой поток на площадь, Вт/м²: 247.373456; Полная тепловая мощность, Вт: 197.898765; Полное термосопротивление, К/Вт: 0.202123545; Термическое сопротивление поверхностей, м²·К/Вт: 0.159211799.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Введите реальные свойства материала и геометрию образца в единицах, указанных рядом с полями.
  2. Проверьте, что температурный диапазон, пористость и ориентация отвечают условиям применимости выбранной модели.
  3. Сравните несколько режимов: измените температуру, толщину или объёмную долю фазы и проверьте чувствительность результатов.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Можно ли использовать свойства при другой температуре?

Только с учетом диапазона модели. Если коэффициент зависит от температуры нелинейно, нужно измерить его экспериментально либо применить отдельную табличную аппроксимацию.

Почему расчёт отличается от лабораторного измерения?

На практике влияют дефекты структуры, распределение фаз, контактное сопротивление, точность измерения геометрии и отклонения от принятых предположений.

Похожие калькуляторы

▦ФИЗИКА МАТЕРИАЛОВ

Давление твёрдого тела на опору

Задана нормальная нагрузка на плоскую поверхность и площадь контакта; требуется среднее механическое давление. Это полезно при сравнении давления каблука, лыжи, ножки мебели или лабораторного пресса.

⚙ФИЗИЧЕСКИЙ КАЛЬКУЛЯТОР

Консольная балка: прогиб от силы и распределённой нагрузки

Практический калькулятор «Консольная балка: прогиб от силы и распределённой нагрузки». Связывает Длина консоли, м, Ширина прямоугольного сечения, мм, Высота сечения, мм, Модуль упругости, ГПа и другие физически существенные условия, рассчитывает 6 показателей для сравнения режимов и оценки результата.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_850219/

Предварительный просмотр