Transfert de Chaleur par Convection Forcée
Q = h × A × ΔT
Réponse rapide
Cette calculatrice résout Q = h × A × ΔT pour Débit de Chaleur. Avec Coefficient de Convection 0.5 W/(m²·°C), Surface 100 cm², Différence de Température 50 °C, le résultat est 0.25 W. Elle résout dans 4 directions : saisissez les valeurs connues et obtenez celle qui manque.
Calculateur
Formule
Description
La loi de refroidissement de Newton décrit le transfert de chaleur par convection d'une surface vers un fluide en mouvement (l'air). Le coefficient de convection h dépend de la vitesse du fluide, des propriétés du fluide et de la géométrie de la surface. La convection forcée (à l'aide de ventilateurs) augmente considérablement h par rapport à la convection naturelle, permettant une dissipation de puissance bien plus élevée à partir du même dissipateur. Cette formule est fondamentale pour la conception des dissipateurs, l'analyse thermique des boîtiers et le dimensionnement des systèmes de refroidissement pour l'électronique.
Variables
- Q — Débit de transfert thermique (W)
- h — Coefficient de transfert thermique par convection (W/(m²·°C))
- A — Surface exposée au flux d'air (m²)
- ΔT — Différence de température entre la surface et l'air ambiant (°C)
Notes pratiques
Valeurs typiques de h : convection naturelle dans l'air 5-25 W/(m²·°C), convection forcée dans l'air 25-250 W/(m²·°C), refroidissement liquide 100-20000 W/(m²·°C). Doubler la vitesse du flux d'air augmente h d'environ 40 à 50 %. L'espacement des ailettes doit tenir compte de l'épaisseur de la couche limite afin d'éviter les rendements décroissants liés à des ailettes trop rapprochées.
Symboles et unités
| Symbole | Signification | Unité par défaut | Unités acceptées |
|---|---|---|---|
| Q | Débit de Chaleur | W | µW, mW, W, kW |
| h | Coefficient de Convection | — | W/(m²·°C) |
| A | Surface | m² | mm², cm², m² |
| dT | Différence de Température | °C | °C |
Étape par étape
- 1. Données connues: Coefficient de Convection 0.5 W/(m²·°C), Surface 100 cm², Différence de Température 50 °C
- 2. La relation: Q = h × A × ΔT
- 3. Substitution: h = 0.5 W/(m²·°C), A = 100 cm², dT = 50 °C
- 4. Résultat: Débit de Chaleur = 0.25 W
Exemples résolus
Plage minimale
Données: Coefficient de Convection 0.025 W/(m²·°C), Surface 10 mm², Différence de Température 2.5 °C
Résultat: Débit de Chaleur = 0.625 µW
Plage basse
Données: Coefficient de Convection 0.25 W/(m²·°C), Surface 1 cm², Différence de Température 25 °C
Résultat: Débit de Chaleur = 0.625 mW
Typique
Données: Coefficient de Convection 0.5 W/(m²·°C), Surface 100 cm², Différence de Température 50 °C
Résultat: Débit de Chaleur = 0.25 W
Plage haute
Données: Coefficient de Convection 0.8 W/(m²·°C), Surface 1 m², Différence de Température 85 °C
Résultat: Débit de Chaleur = 68 W
Plage maximale
Données: Coefficient de Convection 8 W/(m²·°C), Surface 10 m², Différence de Température 850 °C
Résultat: Débit de Chaleur = 68 kW
Résoudre pour chaque variable
Résoudre Débit de Chaleur
Coefficient de Convection 0.025 W/(m²·°C), Surface 10 mm², Différence de Température 2.5 °C → 0.625 µW
Résoudre Coefficient de Convection
Débit de Chaleur 10 mW, Surface 10 mm², Différence de Température 2.5 °C → 400 W/(m²·°C)
Résoudre Surface
Débit de Chaleur 10 mW, Coefficient de Convection 0.025 W/(m²·°C), Différence de Température 2.5 °C → 0.16 m²
Résoudre Différence de Température
Débit de Chaleur 10 mW, Coefficient de Convection 0.025 W/(m²·°C), Surface 10 mm² → 40000 °C
Variation de Débit de Chaleur selon Coefficient de Convection
| Coefficient de Convection (entrée) | Débit de Chaleur (résultat) |
|---|---|
| 0.05 W/(m²·°C) | 25 mW |
| 0.125 W/(m²·°C) | 62.5 mW |
| 0.25 W/(m²·°C) | 125 mW |
| 0.375 W/(m²·°C) | 0.1875 W |
| 0.5 W/(m²·°C) | 0.25 W |
| 0.75 W/(m²·°C) | 0.375 W |
| 1 W/(m²·°C) | 0.5 W |
| 2 W/(m²·°C) | 1 W |
| 3.5 W/(m²·°C) | 1.75 W |
| 5 W/(m²·°C) | 2.5 W |
Le même résultat dans d’autres unités
| Unité | Valeur |
|---|---|
| µW | 250000 |
| mW | 250 |
| W | 0.25 |
| kW | 0.00025 |
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Comment calculer Transfert de Chaleur par Convection Forcée ?
Utilisez Q = h × A × ΔT. Avec Coefficient de Convection 0.5 W/(m²·°C), Surface 100 cm², Différence de Température 50 °C, Débit de Chaleur vaut 0.25 W.
Comment calculer forced convection heat transfer coefficient ?
Isolez Débit de Chaleur : avec Coefficient de Convection 0.25 W/(m²·°C), Surface 1 cm², Différence de Température 25 °C, Débit de Chaleur vaut 0.625 mW.
Quelle est la formule de Transfert de Chaleur par Convection Forcée ?
La formule est Q = h × A × ΔT. La loi de refroidissement de Newton décrit le transfert de chaleur par convection d'une surface vers un fluide en mouvement (l'air).
Comment trouver Coefficient de Convection en connaissant les autres valeurs ?
Isolez Coefficient de Convection : avec Débit de Chaleur 10 mW, Surface 10 mm², Différence de Température 2.5 °C, Coefficient de Convection vaut 400 W/(m²·°C).
Comment trouver Surface en connaissant les autres valeurs ?
Isolez Surface : avec Débit de Chaleur 10 mW, Coefficient de Convection 0.025 W/(m²·°C), Différence de Température 2.5 °C, Surface vaut 0.16 m².
Quelles unités utilise Transfert de Chaleur par Convection Forcée ?
Débit de Chaleur s’affiche en µW, mW, W, kW. Les valeurs sont conservées en unités SI de base en interne, vous pouvez donc mélanger les préfixes sans conversion manuelle.
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