Calculez le coefficient convectif h = Q/(AΔT) à partir du débit thermique, de la surface et de l’écart de température, ou déterminez l’une de ces grandeurs.
Enter the heat transfer rate, surface area, and temperature difference between the surface and the fluid. The convective heat transfer coefficient describes how effectively a fluid carries heat away from (or to) a surface.
Puissance thermique totale transférée, en watts.
Surface en contact avec le fluide, en mètres carrés. Elle doit être supérieure à zéro.
Écart entre la température de surface et celle du fluide, en kelvins ou degrés Celsius (la valeur d’un écart est identique dans les deux unités). Il ne doit pas être nul.
Default example: 500 W, 2 m² surface, 25 K difference — a moderate forced-air convection case, giving h = 10 W/(m²·K).
Already know the heat transfer coefficient? Enter it along with the surface area and temperature difference to compute the resulting heat transfer rate directly.
Coefficient convectif, en watts par mètre carré-kelvin.
Surface en contact avec le fluide, en mètres carrés.
Écart entre les températures de surface et du fluide, en kelvins ou degrés Celsius.
Default example: h = 10 W/(m²·K), 2 m² surface, 25 K difference — the same case as the Coefficient tab, giving Q = 500 W.
Already know three of the four quantities? Solve for whichever one is missing — coefficient, heat rate, area, or temperature difference.
Puissance thermique totale transférée, en watts.
Coefficient convectif, en watts par mètre carré-kelvin.
Surface en contact avec le fluide, en mètres carrés.
Écart entre les températures de surface et du fluide, en kelvins ou degrés Celsius.
Default example: solving for surface area at Q = 500 W, h = 10 W/(m²·K), ΔT = 25 K gives A = 2 m².
Résultat
—
Enter heat transfer rate, surface area, and temperature difference to compute the coefficient.
4 min de lecture3 étapes6 termes3 exemples6 questionsQ = h * A * deltaT
Le coefficient convectif h mesure l’efficacité avec laquelle un fluide transporte la chaleur à travers une surface.
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Étapes
Comment utiliser cette calculatrice
3 étapes▸
1
Saisir le débit thermique, la surface et l’écart de température
Dans l’onglet Coefficient, saisissez le débit thermique Q en watts, la surface A en mètres carrés et l’écart de température ΔT entre la surface et le fluide, en kelvins ou degrés Celsius. Les résultats s’actualisent immédiatement.
2
Lire le coefficient de transfert thermique
La carte de résultat affiche le coefficient convectif h en W/(m²·K) et le compare aux plages typiques de l’air immobile et de l’eau en mouvement.
3
Changer d’onglet pour calculer une autre valeur
Utilisez l’onglet Débit thermique pour calculer Q si h, A et ΔT sont connus. Dans l’onglet Résoudre, choisissez l’inconnue parmi le coefficient, le débit thermique, la surface ou l’écart de température, puis déduisez-la des trois autres valeurs.
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Référence
Formule et méthodologie
2 formules▸
Transfert thermique par convection
Q = h * A * deltaT
Le débit de transfert thermique Q est égal au coefficient de convection h multiplié par la surface A et par l’écart de température ΔT entre la surface et le fluide environnant.
Calcul du coefficient
h = Q / (A * deltaT)
En réarrangeant la loi de refroidissement de Newton, on obtient directement le coefficient à partir du débit thermique, de la surface et de l’écart de température mesurés. C’est le mode par défaut du calculateur.
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Glossaire
Termes clés expliqués
6 termes▸
Coefficient de transfert thermiqueMesure h de l’efficacité avec laquelle un fluide transfère de la chaleur à une surface ou en retire par convection, exprimée en watts par mètre carré-kelvin (W/m²·K). Une valeur plus élevée signifie un transfert plus efficace pour une surface et un écart de température identiques.
ConvectionTransfert de chaleur entre une surface solide et un fluide adjacent en mouvement (liquide ou gaz). Ce calculateur modélise la composante convective, et non la conduction ou le rayonnement.
Débit de transfert thermiquePuissance totale à laquelle l’énergie thermique est transférée, Q, mesurée en watts. Elle est égale au coefficient multiplié par la surface et l’écart de température.
Écart de températureDifférence ΔT entre la température de la surface et celle du fluide, qui entraîne le transfert convectif. Comme il s’agit d’un écart, sa valeur numérique est identique en kelvins et en degrés Celsius.
Loi de refroidissement de NewtonPrincipe selon lequel la perte de chaleur d’un corps est proportionnelle à l’écart de température entre ce corps et son environnement; il constitue la base physique de Q = hAΔT.
W/m²·KWatt par mètre carré-kelvin, unité SI du coefficient de transfert thermique. Elle indique la puissance traversant un mètre carré de surface pour chaque kelvin d’écart de température.
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Situations types
Exemples concrets
3 exemples▸
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Ingénieur HVAC
Convection forcée sur un panneau de conduit
Puissance thermique transférée 500 WAire de la surface 2 m²Écart de température 25 K
Avec 500 W transférés à travers un panneau de 2 m² pour un écart de 25 K, le coefficient est h = 10 W/(m²·K), une valeur typique d’une convection forcée modérée par l’air.
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Ingénieur procédés
Calcul du débit thermique avec un coefficient connu
Coefficient de transfert thermique 150 W/(m²·K)Aire de la surface 1.5 m²Écart de température 40 K
Un coefficient de 150 W/(m²·K) pour un refroidissement à l’eau, sur 1.5 m² et avec un écart de 40 K, donne Q = 9,000 W. Cela montre qu’à surface et ΔT identiques, un liquide transporte bien plus de chaleur que l’air.
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Étudiant comparant les régimes convectifs
Valeurs usuelles de h selon le fluide
Air calme 5-25 W/(m²·K)Eau en écoulement 500-10,000 W/(m²·K)
L’air immobile transfère seulement 5 à 25 W/(m²·K), tandis que l’eau en mouvement atteint 500 à 10,000 W/(m²·K), soit deux à trois ordres de grandeur de plus. C’est pourquoi le refroidissement liquide est beaucoup plus efficace que le refroidissement par air pour une même surface.
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Référence
Citer cette calculatrice
APA et MLA▸
Utilisez un de ces formats pour citer cette calculatrice dans un devoir ou un rapport.
APA
MLA
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Analyse approfondie
Comprendre le coefficient de transfert thermique convectif
Le coefficient convectif h mesure l’efficacité avec laquelle un fluide transporte la chaleur à travers une surface. Ce calculateur déduit h du débit thermique mesuré, de la surface et de l’écart de température, ou calcule l’une des quatre valeurs de Q = hAΔT à partir des trois autres.
Fonctionnement du calculateur
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La loi de refroidissement de Newton indique que le débit de transfert thermique convectif Q est proportionnel à la surface A et à l’écart ΔT entre la surface et le fluide; le coefficient de proportionnalité est h : Q = hAΔT. En réarrangeant cette relation, h = Q/(AΔT) permet de déduire le coefficient d’un débit thermique mesuré ou spécifié. La même équation, réarrangée différemment, calcule le débit, la surface ou l’écart de température lorsque les trois autres valeurs sont connues.
Données d’entrée et leur signification
▸
Le débit thermique Q est la puissance totale qui traverse la surface, en watts. La surface A correspond à la zone en contact avec le fluide, en mètres carrés, et doit être supérieure à zéro. L’écart de température ΔT est la différence entre la température de la surface et celle du fluide, en kelvins ou degrés Celsius. Comme il s’agit d’une différence, les deux échelles donnent la même valeur numérique; elle ne peut toutefois pas être nulle, sinon le coefficient est indéfini. Le coefficient h obtenu s’exprime en watts par mètre carré-kelvin.
Limites et cas particuliers
▸
Le calculateur suppose un coefficient uniforme sur toute la surface et un écart de température constant. Dans un écoulement réel, le coefficient varie souvent avec la vitesse du fluide, la géométrie de la surface et le régime laminaire ou turbulent. Des corrélations détaillées, comme celles fondées sur le nombre de Nusselt, sont nécessaires pour prédire h à partir des principes physiques plutôt que de le déduire. Le calculateur ne distingue pas non plus la convection forcée (entraînée par un ventilateur ou une pompe) de la convection naturelle (due à la flottabilité), qui donnent généralement des coefficients très différents pour un même fluide. Il ne tient pas compte du rayonnement ni de la conduction pouvant accompagner la convection.
❓
Questions
Questions fréquentes
6 questions▸
Quelle est la formule du coefficient de transfert thermique ?+
Le coefficient convectif est h = Q/(AΔT), où Q est le débit thermique en watts, A la surface en mètres carrés et ΔT l’écart de température entre la surface et le fluide.
Quelles unités utilise le calculateur ?+
Saisissez le débit thermique en watts (W), la surface en mètres carrés (m²) et l’écart de température en kelvins ou en degrés Celsius (K ou °C; un écart a la même valeur dans les deux unités). Le résultat est en watts par mètre carré-kelvin, W/(m²·K).
Pourquoi le coefficient est-il beaucoup plus élevé pour l’eau que pour l’air ?+
Les liquides comme l’eau transportent et conduisent la chaleur bien plus efficacement que les gaz. L’air immobile donne généralement un coefficient de 5 à 25 W/(m²·K), tandis que l’eau en mouvement peut atteindre 500 à 10,000 W/(m²·K), ce qui rend le refroidissement liquide beaucoup plus efficace à surface égale.
Le calculateur peut-il déterminer le débit thermique plutôt que le coefficient ?+
Oui. Utilisez l’onglet Débit thermique pour calculer Q à partir d’un coefficient, d’une surface et d’un écart de température connus, ou l’onglet Résoudre pour choisir le débit, la surface ou l’écart de température comme inconnue.
Que signifie « convectif » dans ce contexte ?+
Le transfert convectif correspond à la chaleur transportée entre une surface solide et un fluide en mouvement, comme l’air soufflant sur un tuyau chaud ou l’eau circulant dans un échangeur. Le calculateur porte précisément sur ce processus, pas sur la conduction dans un solide ni sur le rayonnement.
La convection forcée donne-t-elle un coefficient différent de la convection naturelle ?+
Oui. À fluide et surface identiques, la convection forcée par un ventilateur ou une pompe produit généralement un coefficient bien plus élevé que la convection naturelle due à la flottabilité créée par les écarts de température, car elle fait passer davantage de fluide par seconde sur la surface.
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