Värmeflöde är den mängd värmeenergi som passerar genom en yta. Beroende på den exakta definitionen av värmeflödet kan dess enhet uttryckas som antingen W/m2 eller W.
Värmeflödet har sitt ursprung i temperaturskillnader
Temperaturskillnader i ett givet system framkallar ett värmeflöde. Det inducerade värmeflödet strömmar alltid från den varma till den kalla sidan. Värmeflöden finns överallt. Några exempel är:
-
Få kalla fötter av att stå på ett kallt golv: eftersom golvet har en lägre temperatur än fötterna flödar värme från fötterna till golvet.
-
Om man står nära en eld känns det varmt: temperaturen i en eld är mycket högre än den omgivande luften. Därför strålar värme från elden till omgivningen.
-
Känns det varmt i en bastu: eftersom lufttemperaturen i en bastu är högre än kroppens temperatur flödar värme från luften in i kroppen.
För att ett värmeflöde ska kunna existera krävs inte bara en temperaturskillnad, utan också ett medium genom vilket värmen flödar. Värme kan flöda genom fasta material (vilket i så fall kallas konduktion), genom gaser och vätskor (vilket kallas konvektion) och genom elektromagnetiska vågor (vilket kallas strålning). En mer detaljerad förklaring av dessa tre typer av värmeflöde finns här: Förklaring av tre typer av värmeöverföring.
Följande ekvation definierar värmeflödet med avseende på temperaturskillnaden och värmeöverföringskoefficienten.
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.