🔥 Warmteoverdrachtscalculator (geleiding en convectie)

Wissel via tabbladen tussen warmteoverdracht door geleiding (Q=kAΔT/L) en convectie (Q=hAΔT). Laat in elk tabblad één variabele leeg; de rest wordt automatisch berekend.

Voer 4 van de 5 variabelen in: warmteoverdrachtsnelheid (Q), warmtegeleidingscoëfficiënt (k), oppervlakte (A), temperatuurverschil (ΔT) en dikte (L); de ontbrekende wordt berekend.

Materiaalpreset (warmtegeleidingscoëfficiënt k)

Warmteoverdrachtsnelheid (Q) (W)

Warmtegeleidingscoëfficiënt (k) (W/(m·K))

Dwarsdoorsnede-oppervlakte (A) (m²)

Temperatuurverschil (ΔT) (K (or °C))

Dikte/Lengte (L) (m)

Resultaat

—

Materiaal	Warmtegeleidingscoëfficiënt k (W/(m·K))
Koper	401
Aluminium	237
Staal	50
Beton	1.7
Glas	0.8
Water	0.6
Baksteen	0.6
Hout	0.12
Glaswolisolatie	0.04
Lucht	0.026

Opmerking: k-waarden zijn typische referentiewaarden uit studieboeken (werkelijke waarden variëren met zuiverheid, temperatuur en productie).

GIDS

Meer lezen

Formule voor warmteoverdracht door geleiding (Q=kAΔT/L)

Geleiding is warmteoverdracht binnen een materiaal via moleculaire trilling. Toepassing van de wet van Fourier op een stationaire 1D vlakke wand geeft:

Q = k × A × ΔT ÷ L

De warmteoverdrachtsnelheid (Q) neemt toe bij een hogere warmtegeleidingscoëfficiënt (k), een groter oppervlak (A) en temperatuurverschil (ΔT), en een kleinere dikte (L). Wordt gebruikt bij wandisolatie, koellichaamontwerp en meer.

Formule voor warmteoverdracht door convectie (Q=hAΔT)

Convectie is warmteoverdracht tussen een vast oppervlak en een bewegende vloeistof (lucht, water, enz.) en wordt uitgedrukt met de afkoelingswet van Newton.

Q = h × A × ΔT

De convectiecoëfficiënt (h) varieert sterk met het vloeistoftype en het stromingsregime (natuurlijke versus geforceerde convectie). Typische bereiken: natuurlijke convectie in lucht 5-25, geforceerde convectie in lucht 10-500, geforceerde convectie in water 500-10,000 W/(m²·K) - dit zijn representatieve waarden uit studieboeken, geen exacte waarden.

Geleiding versus convectie

Geleiding transporteert warmte via moleculaire trilling binnen een vaste stof (of stilstaande vloeistof), terwijl convectie fysieke stroming van de vloeistof omvat. Een echte wand verliest warmte via geleiding inwendig en convectie aan de oppervlakken, wat samen een gecombineerd systeem vormt - deze calculator laat je elke fase afzonderlijk schatten.

Veelgestelde vragen

Waarom heeft geleiding 4 waarden nodig en convectie maar 3?

De formule voor geleiding (Q=kAΔT/L) heeft 5 variabelen (Q, k, A, ΔT, L), terwijl de formule voor convectie (Q=hAΔT) er 4 heeft (Q, h, A, ΔT). Als één variabele onbekend is, bepaalt elke formule die eenduidig, dus moeten respectievelijk 4 en 3 waarden worden ingevoerd.

Moet ik ΔT invoeren in °C of K?

Een temperatuur*verschil* is numeriek hetzelfde in Celsius en Kelvin (bijvoorbeeld een verschil van 5°C is gelijk aan een verschil van 5K), dus beide eenheden werken. Zorg er wel voor dat je het verschil tussen twee punten invoert, niet een absolute temperatuur zoals 300K.

Waar komen de presetwaarden voor k van de materialen vandaan?

Het zijn representatieve benaderingen bij kamertemperatuur uit gangbare warmteoverdrachtsboeken (bijv. Cengel's Heat and Mass Transfer). Werkelijke materialen verschillen door zuiverheid, temperatuur en productie; raadpleeg voor nauwkeurig ontwerp de datasheets van de fabrikant.