Густина теплового потоку

Густина́ теплово́го пото́ку ${\displaystyle q\,}$ (англ. heat flux density) — вектор, який за величиною дорівнює відношенню елементарного теплового потоку ${\displaystyle dQ\,}$ до площі елементарної площинки ${\displaystyle dA\,}$, розташованої перпендикулярно до напряму передавання тепла, через яку цей потік проходить[1]. Напрям вектора визначається напрямом максимального спаду температури або перпендикуляром до ізотермічної поверхні у точці яка розглядається.

Для випадку передачі тепла через теплопровідність матеріалу густина теплового потоку записується як (закон Фур'є)

${\displaystyle q=-\kappa \nabla T\;}$

для випадку конвективного переносу тепла визначається рівнянням (закон Ньютона-Ріхмана):

${\displaystyle q=\alpha \Delta T\;}$

у випадку теплового випромінювання, густина теплового потоку визначається як

${\displaystyle q=\sigma (T_{1}^{4}-T_{2}^{4})\,}$

де: ${\displaystyle \alpha \,}$ — коефіцієнт тепловіддачі;

${\displaystyle \kappa \,}$ — коефіцієнт теплопровідності;

${\displaystyle \sigma \,}$ — стала Больцмана;

${\displaystyle \Delta T\,}$ — різниця температур на границі середовищ рідина-рідина або рідина-тверде тіло;

${\displaystyle T_{1},T_{2}\,}$ — температури тіл, яке віддає тепло і, яке приймає, відповідно.

Одиницею вимірювання густини теплового потоку в системі SI є

[q]=Вт/м².

Вимірюють густину теплового потоку з використанням датчиків теплового потоку[2].