Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 8 331 работающий калькулятор

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ДИФФУЗИЯ ЧЕРЕЗ ПЛАСТИНУ · ОНЛАЙН

Температурная диффузия через пластину — для многокомпонентной смеси

Температурная диффузия через пластину — для многокомпонентной смеси. Температуропроводность α=k/(ρc) описывает, как быстро температуры внутри тела выравниваются. В стационарном режиме поток пропорционален теплопроводности и перепаду температур; при изменяющемся нагреве важны также плотность и теплоёмкость. Пятый вариант объединяет результаты измерений либо дополнительные граничные условия. Измеренные плотности и контактные сопротивления необходимо задавать для одного и того же образца. Оценки времени основаны на одномерной теплопередаче и приближениях первой гармоники либо сосредоточенной теплоёмкости. При большом числе Био однородность температуры в сечении может нарушиться.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
◈
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Укажите параметр «Теплопроводность твёрдого материала, Вт/(м·К)». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
Укажите параметр «Объёмная плотность, кг/м³». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
Укажите параметр «Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·К)». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
Укажите параметр «Толщина образца, м». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
Укажите параметр «Площадь образца, м²». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
Укажите параметр «Перепад температур, К». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
Укажите параметр «Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К)». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
Укажите параметр «Время после изменения температуры, с». Он учитывается при расчёте температуропроводность и время теплового отклика.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Свойства материалов — GPT-02-10

Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К)9
Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт0,065278
Тепловой поток на площадь, Вт/м²612,765957
Полная тепловая мощность, Вт490,212766
Полное термосопротивление, К/Вт0,081597
Характерное время сосредоточенной оценки, с3 084,375
Доля установившегося отклика0,322305
Повышение температуры по модели, К12,892195
Температуропроводность, м²/с0,000005

«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

Температурная диффузия через пластину — для многокомпонентной смеси — расчёт с пояснениями

Температурная диффузия через пластину — для многокомпонентной смеси. Температуропроводность α=k/(ρc) описывает, как быстро температуры внутри тела выравниваются. В стационарном режиме поток пропорционален теплопроводности и перепаду температур; при изменяющемся нагреве важны также плотность и теплоёмкость. Пятый вариант объединяет результаты измерений либо дополнительные граничные условия. Измеренные плотности и контактные сопротивления необходимо задавать для одного и того же образца.

Время теплового отклика связано и с теплопроводностью, и с объёмной теплоёмкостью. Высокая плотность не обязательно даёт быстрое выравнивание температуры, если теплоёмкость тоже велика. Оценки времени основаны на одномерной теплопередаче и приближениях первой гармоники либо сосредоточенной теплоёмкости. При большом числе Био однородность температуры в сечении может нарушиться. Для проверки чувствительности измените «Объёмная плотность, кг/м³» относительно начального значения 2100 и сравните температуропроводность и время теплового отклика.

Что именно рассчитывается

Температуропроводность α=k/(ρc) описывает, как быстро температуры внутри тела выравниваются. В стационарном режиме поток пропорционален теплопроводности и перепаду температур; при изменяющемся нагреве важны также плотность и теплоёмкость. Это особенно важно для варианта «экспериментальный составной образец»: одинаковые внешние размеры образцов не гарантируют равных свойств, если отличаются распределение фаз или граничные условия.

В данном случае вход «Теплопроводность твёрдого материала, Вт/(м·К) = 9» задаёт исходную характеристику материала. При его изменении пересчитываются связанные величины, а не просто меняется декоративное число в форме. Пятый вариант объединяет результаты измерений либо дополнительные граничные условия. Измеренные плотности и контактные сопротивления необходимо задавать для одного и того же образца. Для проверки чувствительности измените «Объёмная плотность, кг/м³» относительно начального значения 2100 и сравните температуропроводность и время теплового отклика.

Выбор вычислительной модели

Оценки времени основаны на одномерной теплопередаче и приближениях первой гармоники либо сосредоточенной теплоёмкости. При большом числе Био однородность температуры в сечении может нарушиться. Пятый вариант объединяет результаты измерений либо дополнительные граничные условия. Измеренные плотности и контактные сопротивления необходимо задавать для одного и того же образца. В расчётах сохраняются единицы СИ; следует отличать сопротивление всего изделия от сопротивления, нормированного на единицу площади.

Для воспроизводимого эксперимента используйте начальные значения «Объёмная плотность, кг/м³ = 2100» и «Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·К) = 900». Проверяйте согласованность температуры, размеров и фазового состава; ошибка в размерности может изменить оценку на порядки.

Какие данные необходимо указать

На первой группе полей находятся: Теплопроводность твёрдого материала, Вт/(м·К); Объёмная плотность, кг/м³; Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·К); Толщина образца, м; Площадь образца, м². Значения по умолчанию подобраны для демонстрации метода и не являются нормативными свойствами конкретной марки материала.

Дополнительные исходные данные: Перепад температур, К; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К); Время после изменения температуры, с. Например, «Время после изменения температуры, с = 1200». Параметры можно менять независимо, пока выполняются указанные ограничения и физическая совместность исходных данных.

Как проверять полученные показатели

Время теплового отклика связано и с теплопроводностью, и с объёмной теплоёмкостью. Высокая плотность не обязательно даёт быстрое выравнивание температуры, если теплоёмкость тоже велика. 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 температуропроводность и время теплового отклика.

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 температуропроводность и время теплового отклика.

Точность и ограничения применения

Оценки времени основаны на одномерной теплопередаче и приближениях первой гармоники либо сосредоточенной теплоёмкости. При большом числе Био однородность температуры в сечении может нарушиться. Значения относятся к выбранному режиму «экспериментальный составной образец» 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. Время теплового отклика связано и с теплопроводностью, и с объёмной теплоёмкостью. Высокая плотность не обязательно даёт быстрое выравнивание температуры, если теплоёмкость тоже велика. Так выявляются ситуации, когда инженерная аппроксимация уже перестаёт соответствовать реальному образцу. Для проверки чувствительности измените «Перепад температур, К» относительно начального значения 40 и сравните температуропроводность и время теплового отклика.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

Температуропроводность α=k/(ρc) описывает, как быстро температуры внутри тела выравниваются. В стационарном режиме поток пропорционален теплопроводности и перепаду температур; при изменяющемся нагреве важны также плотность и теплоёмкость.

Проверенные примеры

Пример 1. Исходные значения

Исходные данные: Теплопроводность твёрдого материала, Вт/(м·К): 9; Объёмная плотность, кг/м³: 2100; Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·К): 900; Толщина образца, м: 0.025; Площадь образца, м²: 0.8; Перепад температур, К: 40; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К): 16; Время после изменения температуры, с: 1200.

По физической модели: Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К): 9; Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт: 0.0652777778; Тепловой поток на площадь, Вт/м²: 612.765957; Полная тепловая мощность, Вт: 490.212766; Полное термосопротивление, К/Вт: 0.0815972222; Характерное время сосредоточенной оценки, с: 3084.375.

Пример 2. Повышение второго параметра

Исходные данные: Теплопроводность твёрдого материала, Вт/(м·К): 9; Объёмная плотность, кг/м³: 2247; Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·К): 900; Толщина образца, м: 0.025; Площадь образца, м²: 0.8; Перепад температур, К: 40; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К): 16; Время после изменения температуры, с: 1200.

По физической модели: Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К): 9; Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт: 0.0652777778; Тепловой поток на площадь, Вт/м²: 612.765957; Полная тепловая мощность, Вт: 490.212766; Полное термосопротивление, К/Вт: 0.0815972222; Характерное время сосредоточенной оценки, с: 3300.28125.

Пример 3. Изменение последнего параметра

Исходные данные: Теплопроводность твёрдого материала, Вт/(м·К): 9; Объёмная плотность, кг/м³: 2100; Удельная теплоёмкость, Дж/(кг·К): 900; Толщина образца, м: 0.025; Площадь образца, м²: 0.8; Перепад температур, К: 40; Коэффициент теплоотдачи с горячей стороны, Вт/(м²·К): 16; Время после изменения температуры, с: 1128.

По физической модели: Эффективная теплопроводность, Вт/(м·К): 9; Сопротивление на единицу площади, м²·К/Вт: 0.0652777778; Тепловой поток на площадь, Вт/м²: 612.765957; Полная тепловая мощность, Вт: 490.212766; Полное термосопротивление, К/Вт: 0.0815972222; Характерное время сосредоточенной оценки, с: 3084.375.

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_850227/

Предварительный просмотр