Calculateur de Convection Thermique (Loi de Newton, q=hΔT)

Calculateur de Convection Thermique (Loi de Newton, q=hΔT) | Outil en ligne gratuit | Elysia Tools

Guide d'utilisation de l'outil

Découvrez quand utiliser cet outil, ce qu'il prend en charge et comment les utilisateurs l'appliquent.

Points clés

Catégorie: Math & Numbers
Types d’entrée: number, select
Type de sortie: json
Exemples associés: 4
API disponible: Oui

Aperçu

Ce calculateur de convection thermique applique la loi de Newton pour déterminer la densité de flux q en W/m², le flux thermique Q en W et la résistance thermique par convection R_conv en K/W à partir de h, ΔT et de la surface d’échange.

Quand l’utiliser

Estimer le flux thermique entre une surface et un fluide en convection naturelle ou forcée.
Calculer la puissance thermique transférée pour une surface d’échange donnée.
Évaluer la résistance thermique de convection dans un bilan thermique.

Fonctionnement

1Saisissez le coefficient de transfert de chaleur h en W/(m²·K).
2Entrez la différence de température ΔT et sélectionnez l’unité K, °C ou °F.
3Indiquez la surface d’échange A en m² ou en cm², puis choisissez le nombre de décimales.
4Le calculateur convertit les unités et applique q=h·ΔT, Q=h·A·ΔT et R_conv=1/(h·A).

Cas d’usage

Dimensionnement préliminaire d’un échange thermique entre une paroi et de l’air.
Calcul de la puissance transférée par une surface en contact avec de l’eau ou un autre fluide.
Intégration de la résistance de convection dans l’analyse thermique d’un composant.

Exemples

1. Convection naturelle de l’air sur une surface plane

Étudiant en thermique

Contexte

Une surface de 1 m² échange de la chaleur avec de l’air. Le coefficient de convection est estimé à 25 W/(m²·K) et la différence de température vaut 20 K.

Problème

Déterminer la densité de flux, le flux thermique total et la résistance thermique par convection.

Utilisation

Saisissez h=25, ΔT=20, sélectionnez K, indiquez A=1 m² et conservez 4 décimales.

h = 25 W/(m²·K) ; ΔT = 20 K ; A = 1 m²

Résultat

Le résultat est q=500 W/m², Q=500 W et R_conv=0,04 K/W.

2. Convection forcée de l’eau sur une petite surface

Ingénieur en conception thermique

Contexte

Une surface d’échange de 200 cm² est refroidie par de l’eau avec un coefficient de convection de 500 W/(m²·K). La différence de température est de 50 °C.

Problème

Calculer le flux thermique transféré et la résistance thermique en tenant compte de la surface exprimée en cm².

Utilisation

Saisissez h=500, ΔT=50, sélectionnez °C, indiquez A=200 cm² et lancez le calcul.

FAQ

Quelles valeurs le calculateur fournit-il ?

Il fournit la densité de flux q en W/m², le flux thermique Q en W et la résistance thermique R_conv en K/W.

Quelle est la formule de la convection thermique ?

La densité de flux suit q=h·ΔT et le flux total suit Q=h·A·ΔT.

Une différence de température en °C est-elle équivalente à une différence en K ?

Oui, une différence en °C a la même valeur numérique qu’une différence en K.

Comment une différence en °F est-elle convertie ?

Une différence en °F est multipliée par 5/9 pour obtenir une différence en K.

ΔT peut-elle être négative ?

Oui. Une valeur négative indique un flux thermique dans le sens opposé, tandis que h et A doivent rester positifs.

h = 500 W/(m²·K) ; ΔT = 50 °C ; A = 200 cm²

3. Flux thermique dans le sens inverse

Technicien en maintenance thermique

Contexte

La surface d’un équipement est plus froide que le fluide environnant. Le coefficient h vaut 30 W/(m²·K), la surface 0,5 m² et ΔT est de -10 K.

Problème

Identifier le sens du flux et quantifier le transfert thermique par convection.

Utilisation

Saisissez h=30, ΔT=-10, sélectionnez K, indiquez A=0,5 m².

h = 30 W/(m²·K) ; ΔT = -10 K ; A = 0,5 m²

Résultat

Le calcul donne q=-300 W/m², Q=-150 W et R_conv≈0,0667 K/W. Le signe négatif indique un flux dans le sens opposé.

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1. Convection naturelle de l’air sur une surface plane

2. Convection forcée de l’eau sur une petite surface

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