Охлаждение Ньютона
Закон Ньютона для теплоотдачи с поверхности: Φ = h A ΔT. ΔT — разность температуры поверхности и среды. Раздел: теплотехника.
Контроль: h = 10 Вт/(м²·К), A = 2 м², ΔT = 5 К → 100 Вт. Обратно h = 10 из 100 Вт, 2 м², 5 К. A = 2. ΔT = 5. Нуль ΔT → Φ = 0.
h и A строго больше нуля. ΔT может быть нулём.
Φ = h A ΔT
Φ = h A ΔT
Четыре величины. Нуль ΔT при поиске h — ошибка.
Не Фурье стенки
Не k A ΔT / d. Не энергия порции mcΔT. Не mL перехода. Не удлинение.
Как пользоваться
Четыре поля. Родитель инженерия.
h — эффективный коэффициент, не Nu·k/L из учебника гидродинамики. Критериальные формулы страница не решает.
Примеры
1. Поток. 10; 2; 5 → 100 Вт.
2. h. 100 Вт, 2 м², 5 К → 10.
3. A. обратно 2 м².
4. ΔT. 5 К.
5. Нуль ΔT. Φ = 0; поиск h запрещён.
Ещё задачи
Радиатор 1,5 м², h = 8, ΔT = 40 К → 480 Вт. Паспорт «10 секций» страница не знает.
Связь с Фурье: внутри металла часто малое сопротивление, снаружи воздух — эта страница.
Проверка: h = 25 (ветер учебный), A = 0,4, ΔT = 15 → 150 Вт.
Не кладите k Вт/(м·К) в h Вт/(м²·К).
Площадь — смоченная теплоотдачей, не сечение стержня прочности.
Мощность механики в тех же ваттах, другая природа.
За час Q = Φ t. Остывание тела с падающим ΔT — не постоянный Φ; страница мгновенный поток.
Излучение T⁴ сюда не входит. Не подставляйте σ.
Оребрение увеличивает A эффективную — вводите уже увеличенную A, страница рёбра не разворачивает.
Плотность воздуха в формулу Ньютона не входит явно.
Школа: батарея и воздух
Чертёж: поверхность, стрелки потока в воздух, подписи Ts, T∞, h, A.
Памятка: нет толщины d, есть коэффициент h.
ЕГЭ редко пишет «закон Ньютона» буквами; если дали h, A, ΔT — эта страница.
Хаб теплотехники отделяет h от k.
Итог: четыре поля, h ваше, без Re.
Какое h вводить
Свободная конвекция воздуха часто единицы–десятки Вт/(м²·К), вынужденная — десятки–сотни, кипение — тысячи в грубых учебных порядках. Страница таблицу не хранит.
Родитель инженерия. Не считайте Nu сами здесь.
Итог журнала: Φ = hAΔT, не kAΔT/d, не mcΔT.
Контроль: 10 × 2 × 5 ↔ 100 Вт.
Пример: корпус 0,2 м², h = 12, ΔT = 30 К → 72 Вт потерь.
Не подставляйте α расширения.
Рабочий пример: нужно Φ = 200 Вт, A = 0,5, ΔT = 20 → h = 20 Вт/(м²·К).
Связь с mcΔT: энергия, ушедшая за время t при постоянном Φ, Q = Φ t, затем падение T порции.
Итог для отчёта: Ньютон, h из условия, поток в ваттах, толщина стенки — сосед Фурье.
Финальный якорь: 100 Вт из 10, 2, 5. Нуль ΔT при поиске h запрещён.
Добор: не называйте h «теплопроводностью». Теплопроводность — k и сосед Фурье.
Ещё якорь: см² площади переведите. 200 см² = 0,02 м², не 200.
Повтор контроля: h = 10, A = 2, ΔT = 5 → 100 Вт. Нуль ΔT при поиске h запрещён. Не зовите h теплопроводностью и не кладите толщину d в эту формулу.
Связь с механической работой: ватты потока × секунды = джоули, как Fs, но процесс тепловой. Страница время не спрашивает.
Итог абзаца: Ньютон, Φ = hAΔT, h ваше, без Re и без T⁴, мощность не энергия порции.
Журнал теплотехники корпуса: плата 0,08 м², h = 15 Вт/(м²·К) «тихий воздух», Ts − T∞ = 35 К. Φ = 42 Вт. Если вентилятор поднял h до 40, тот же ΔT даёт 112 Вт. Страница вентилятор не моделирует: вы меняете h.
Батарея: паспорт «1400 Вт при ΔT = 70 К» в грубой модели значит hA = 20 Вт/К. При ΔT = 50 К поток 1000 Вт, не 1400. Не копируйте паспорт без пересчёта ΔT.
Человек ≈ 1,8 м², h порядка 5–10 в покое без одежды в учебной оценке, ΔT = 4 К → десятки ватт. Это не метаболизм и не mcΔT тела за час.
Кипение на поверхности: h тысячи, формула та же Φ = hAΔT, но ΔT — перегрев стенки над T насыщения, не «комната минус батарея». L кипения считает сосед mL для массы пара.
Не складывайте k и h в одно поле. Последовательность «стенка + плёнка»: 1/U = d/k + 1/h в тетради, страница только hAΔT.
Остывание кофе: ΔT падает, Φ падает, это не постоянный поток. Страница мгновенный снимок, не дифференциальное уравнение Ньютона dT/dt.
Финальный блок: четыре поля, Φ = hAΔT, h ваше, нет d, нет T⁴, нет Re, ватты не джоули за час.
Ещё пример: труба наружной поверхностью 0,6 м², пар внутри, воздух h = 12, ΔT = 60 К → 432 Вт потерь на метр длины, если 0,6 м² как раз на этот метр. Изоляция снизит эффективный поток — это уже сосед Фурье слоя, не новое h «из головы» без оговорки.
Обратный ход к A: нужно 300 Вт при h = 10 и ΔT = 25 К → A = 1,2 м² оребрения. Страница рёбра не разворачивает в геометрию.
Типичные ошибки
- Путать с kAΔT/d.
- Класть k в поле h.
- Искать h при ΔT = 0.
- Ждать энергию за час без времени.
- Подставить α или c.
Соседи: Фурье, mcΔT, скрытая теплота, расширение, работа.
Частые вопросы
- Какая формула конвекции Ньютона?
- Φ = h A ΔT. h = 10 Вт/(м²·К), A = 2 м², ΔT = 5 К → 100 Вт.
- Это теплопроводность стенки?
- Нет. Φ = k A ΔT / d содержит толщину. Здесь плёнка h, толщины нет.
- h откуда?
- Задаёте вы. Страница не считает Рейнольдса и не знает «естественная / вынужденная» по имени.
- Нулевое ΔT?
- Поток нуль. Делить на ΔT = 0, чтобы найти h, нельзя.
- Это энергия?
- Поток Φ — ватты. За час Q = Φ × 3600, время страница не множит.
- Где хаб?
- Теплотехника.
Источники
- Учебная теплотехника: Q = mcΔT, Q = mL, стационарная стенка Φ = kAΔT/d, Ньютон Φ = hAΔT, ΔL = αLΔT. Коэффициенты задаёт пользователь.
- СИ: джоуль, ватт, кельвин. ΔT — разность, не перевод °C↔K как абсолютных температур.