🔥 Máy tính truyền nhiệt (Dẫn nhiệt & Đối lưu)

Chuyển đổi giữa truyền nhiệt dẫn nhiệt (Q=kAΔT/L) và đối lưu (Q=hAΔT) qua các tab. Để trống một biến ở mỗi tab, các biến còn lại sẽ được tính tự động.

Nhập 4 trong 5 giá trị của tốc độ truyền nhiệt (Q), độ dẫn nhiệt (k), diện tích (A), chênh lệch nhiệt độ (ΔT) và bề dày (L), giá trị còn lại sẽ được tính.

Preset vật liệu (Độ dẫn nhiệt k)

Tốc độ truyền nhiệt (Q) (W)

Độ dẫn nhiệt (k) (W/(m·K))

Diện tích tiết diện (A) (m²)

Chênh lệch nhiệt độ (ΔT) (K (hoặc °C))

Độ dày/Chiều dài (L) (m)

Kết quả

—

Vật liệu	Độ dẫn nhiệt k (W/(m·K))
Đồng	401
Nhôm	237
Thép	50
Bê tông	1.7
Kính	0.8
Nước	0.6
Gạch	0.6
Gỗ	0.12
Cách nhiệt sợi thủy tinh	0.04
Không khí	0.026

Lưu ý: các giá trị k là giá trị tham khảo điển hình trong giáo trình (giá trị thực tế thay đổi theo độ tinh khiết, nhiệt độ và quy trình sản xuất).

HƯỚNG DẪN

Tìm hiểu thêm

Công thức truyền nhiệt dẫn nhiệt (Q=kAΔT/L)

Dẫn nhiệt là sự truyền nhiệt trong vật liệu thông qua dao động phân tử. Áp dụng định luật Fourier cho truyền nhiệt ổn định một chiều qua tấm phẳng ta có:

Q = k × A × ΔT ÷ L

Tốc độ truyền nhiệt (Q) tăng khi độ dẫn nhiệt (k), diện tích (A) và chênh lệch nhiệt độ (ΔT) lớn hơn, và khi bề dày (L) nhỏ hơn. Công thức này được dùng trong thiết kế cách nhiệt tường, thiết kế bộ tản nhiệt và nhiều ứng dụng khác.

Công thức truyền nhiệt đối lưu (Q=hAΔT)

Đối lưu là sự truyền nhiệt giữa bề mặt rắn và chất lưu đang chuyển động (không khí, nước, v.v.), được biểu diễn bằng định luật làm nguội của Newton.

Q = h × A × ΔT

Hệ số đối lưu (h) thay đổi rất lớn tùy theo loại chất lưu và chế độ dòng chảy (đối lưu tự nhiên hay cưỡng bức). Khoảng giá trị điển hình: đối lưu tự nhiên trong không khí 5-25, đối lưu cưỡng bức trong không khí 10-500, đối lưu cưỡng bức trong nước 500-10,000 W/(m²·K) - đây là các khoảng tham khảo điển hình trong giáo trình, không phải giá trị chính xác.

Dẫn nhiệt vs. Đối lưu

Dẫn nhiệt truyền nhiệt thông qua dao động phân tử trong chất rắn (hoặc chất lưu đứng yên), còn đối lưu liên quan đến chuyển động vật lý của chất lưu. Một bức tường thực tế mất nhiệt qua dẫn nhiệt bên trong và đối lưu tại bề mặt, tạo thành một hệ kết hợp - máy tính này giúp bạn ước tính riêng từng giai đoạn.

Câu hỏi thường gặp

Vì sao dẫn nhiệt cần 4 giá trị còn đối lưu chỉ cần 3?

Công thức dẫn nhiệt (Q=kAΔT/L) có 5 biến (Q, k, A, ΔT, L), còn công thức đối lưu (Q=hAΔT) có 4 biến (Q, h, A, ΔT). Khi chỉ có một biến chưa biết, mỗi công thức sẽ xác định nó duy nhất, nên cần nhập lần lượt 4 và 3 giá trị.

Nên nhập ΔT bằng °C hay K?

Chênh lệch nhiệt độ có cùng giá trị số trong Celsius và Kelvin (ví dụ chênh lệch 5°C tương đương 5K), nên dùng đơn vị nào cũng được - chỉ cần nhập độ chênh giữa hai điểm, không phải nhiệt độ tuyệt đối như 300K.

Giá trị preset k của vật liệu lấy từ đâu?

Đây là các giá trị xấp xỉ điển hình ở nhiệt độ phòng, lấy từ các giáo trình kỹ thuật truyền nhiệt phổ biến (ví dụ Heat and Mass Transfer của Cengel). Vật liệu thực tế thay đổi theo độ tinh khiết, nhiệt độ và quy trình sản xuất - hãy xem datasheet của nhà sản xuất khi cần thiết kế chính xác.