Время стабилизации EUT в климатической камере

Испытательная лаборатория ставит EUT в климатическую камеру — нужно знать, через сколько минут температура образца стабилизируется, чтобы начать запись измерений. Калькулятор считает тепловую постоянную времени τ = m·c/(h·A) и времена выхода на 95/99/99.9% от целевой температуры по закону Ньютона. Проверка применимости модели через число Bi.

Параметры EUT (испытуемого образца)

Масса, кг

Материал

Площадь поверхности теплообмена

Длина, мм

Ширина, мм

Высота, мм

Тип камеры (коэф. конвективного теплообмена h)

Начальная T EUT, °C

T камеры, °C

Цель, % от ΔT

Заполнить форму можно без регистрации, но для запуска расчёта нужен аккаунт.Регистрация Войти

Что считается и как

Когда EUT помещают в климатическую камеру с другой температурой, образец начинает обмениваться теплом с воздухом. Скорость выравнивания определяется теплообменом через закон Ньютона. Температура подходит к целевой экспоненциально, не достигая её точно — отсюда понятие «времени стабилизации» на 95/99/99.9% от ΔT.

Уравнение теплового баланса (закон Ньютона):

m·c·dT/dt = h·A·(T_chamber − T_EUT)

Решение:

T(t) = T_chamber + (T₀ − T_chamber)·exp(−t/τ)

Тепловая постоянная времени:

τ = (m·c) / (h·A)

m — масса, c — теплоёмкость, h — коэф. конвективного теплообмена, A — площадь поверхности.

Время выхода на процент стабилизации:

t_63.2% = τ (одна постоянная)
t_95% = τ·ln(20) ≈ 3.00·τ — типовой критерий ГОСТ Р МЭК 60068
t_99% = τ·ln(100) ≈ 4.61·τ
t_99.9% = τ·ln(1000) ≈ 6.91·τ — прецизионные измерения

Типовые коэффициенты теплоотдачи для воздуха (Исаченко В.П. «Теплопередача» гл. 5; ГОСТ Р 54083-2010 прил. B):

Естественная конвекция (v < 0.2 м/с): h ≈ 5-15 Вт/(м²·К)
Стандартная камера (v ≈ 0.5-2 м/с): h ≈ 20-40 Вт/(м²·К)
Интенсивная вентиляция (v ≈ 2-5 м/с): h ≈ 40-80 Вт/(м²·К)
Камера термоудара (v > 5 м/с): h ≈ 80-200 Вт/(м²·К)

Условия применимости модели:

Bi = h·L/k < 0.1 (изотермический образец)
Без значительной радиации (T < 100 °C)
T камеры постоянна (квазистационарный режим, не профиль)
Однородный материал (не композитная сборка с большой разницей k)

✓ Проверочный пример

Вход: Алюминиевый куб массой 1 кг (a=72 мм, A=310 см²) в стандартной камере (h=25)

Ожидается: τ ≈ 19 мин, t_95% ≈ 58 мин, t_99% ≈ 89 мин, Bi ≈ 0.001 ✓

Источник: Закон Ньютона + типовые свойства (c_Al=897 Дж/(кг·К), k_Al=237 Вт/(м·К) — Исаченко В.П. «Теплопередача», прил. таблица свойств металлов)

Источники (проверены 2026-05-08): ГОСТ Р 54083-2010 (МЭК 60068-3-7:2001) «Методы аттестации камер с загрузкой для испытаний на воздействие температуры», ГОСТ Р 53618-2009 (МЭК 60068-3-5:2001) «Методы аттестации камер без загрузки», Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. «Теплопередача» (4-е изд., Энергоиздат) — теория конвективного теплообмена. Дополнительно: Bergman T.L., Lavine A.S. «Fundamentals of Heat and Mass Transfer» (8-е изд., Wiley) как академическая база.

Опубликовано: 8 мая 2026 г.Обновлено: 8 мая 2026 г.Актуальность стандартов проверена при последнем обновлении

Калькулятор — вспомогательный инструмент для оценки. Для сертификации, проектной документации и приёмочных испытаний сверяйтесь с первоисточником стандарта.

Похожие калькуляторы