熱流束

熱流束は表面を通過する熱エネルギーの割合のことをいいます。 熱流束の正確な定義により、その単位は W/m2 または W として表されます。

熱流束は温度差から発生します

与えられたシステム内の温度差は、熱流束を誘発します。 誘発された熱流束は常に高温側から低温側へ流れます。 熱流はどこにでもあります。

  • 冷たい床の上に立つと足が冷たくなる:床は足よりも温度が低いので、熱は足から床に流れます。

  • 火の近くに立つと暑く感じる:火の温度は周囲の空気よりはるかに高い。

  • サウナで熱く感じる:サウナの空気温度は体温より高いので、空気から体に熱が流れ込みます。

熱流が存在するには、温度差だけでなく、熱が流れる媒体が必要です。 熱は、固体(この場合、伝導と呼ばれる)、気体や液体(これは対流と呼ばれる)、電磁波(これは放射と呼ばれる)を介して流れることができます。 これら3種類の熱流束についての詳しい説明はこちら:3種類の熱伝導の説明

熱流束は温度差と熱伝達率に依存する
次の式は、温度差と熱伝達率に対する熱流束を定義している。

HF = ∆T x HTC

where
HF = Heat Flux, in W/m2
∆T = Temperature difference, in K
HTC = Heat Transfer Coefficient, in W/(m2K)

Intuitively, this makes sense. If the floor is colder (i.e. larger temperature difference), the feet feel colder. If you use shoes with thick rubber soles instead of barefooted (i.e. lower heat transfer coefficient), then the feet feel warmer.

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