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🔥 熱傳遞計算機(導熱與對流)

透過分頁切換導熱(Q=kAΔT/L)與對流(Q=hAΔT)熱傳遞。每個分頁保留一個變數空白,其餘變數會自動計算。

輸入熱傳率 (Q)、導熱係數 (k)、面積 (A)、溫差 (ΔT) 與厚度 (L) 中的4個,其餘1個會被自動計算。

結果
材料導熱係數 k (W/(m·K))
401
237
50
混凝土1.7
玻璃0.8
0.6
0.6
木材0.12
玻璃纖維保溫0.04
空氣0.026

注意:k值為常見教材中的典型參考值(實際值會因純度、溫度與製造方式而異)。

指南

瞭解更多

01

導熱傳遞公式(Q=kAΔT/L)

導熱是透過分子振動在材料內部傳遞熱量。將傅立葉熱傳導定律套用到穩態一維平面牆可得:

Q = k × A × ΔT ÷ L

熱傳率 (Q) 會隨著較高導熱係數 (k)、較大面積 (A) 和溫差 (ΔT) 增加,以及較薄厚度 (L) 增加而上升。其應用於牆體保溫設計、散熱片設計等。
02

對流傳遞公式(Q=hAΔT)

對流是固體表面與流動流體(空氣、水等)之間的熱傳遞,可由牛頓冷卻定律表示。

Q = h × A × ΔT

對流係數 (h) 會因流體種類與流動型態(自然對流與強迫對流)而大幅不同。常見範圍:空氣自然對流 5-25、空氣強制對流 10-500、水中強制對流 500-10,000 W/(m²·K) — 這些為典型教材範圍,不是精確值。
03

導熱與對流

導熱透過固體(或靜止流體)內部的分子振動傳遞熱量,而對流則涉及流體實際運動。實際牆體在內部以導熱損失、在表面以對流損失的方式散熱,形成組合系統 — 這個計算器可讓你分別估算每個階段。

常見問題

為什麼導熱要4個值、對流只要3個?
導熱公式 (Q=kAΔT/L) 有5個變數(Q, k, A, ΔT, L),而對流公式 (Q=hAΔT) 有4個(Q, h, A, ΔT)。由於每個公式各有一個未知數,其可唯一決定該值,因此必須分別輸入4個和3個值。
我應該輸入 °C 還是 K 的 ΔT?
溫度*差值*在攝氏與開氏中數值相同(例如5°C差值等於5K差值),所以兩者皆可使用;只要你輸入的是兩點間的差值,而不是像300K這樣的絕對溫度。
材料 k 的預設值來自哪裡?
它們來自常見熱傳工程教材(例如 Cengel 的 Heat and Mass Transfer)的室溫近似值。實際材料會因純度、溫度與製造方式而異,精準設計時請參考製造商的規格資料表。