복사열 출력과 표면 온도를 계산하십시오. 열전달 물리학을 이해하여 주거 공간에서의 안락함과 안전을 확보하고, 난로와 가구 배치를 위한 가장 효과적인 위치를 결정하세요.
난로의 표면 온도, 복사 면적, 표면 재질, 실내 온도를 입력하세요. 계산기는 Stefan–Boltzmann 법칙 Q = ε·σ·A·(Ts⁴ − Ta⁴) 를 평가합니다(σ = 5.67×10⁻⁸ W/m²K⁴, 두 온도 모두 켈빈 변환). 출력은 절대 온도의 4승에 비례해 증가합니다: 동일한 1.5 m² 주철 표면을 150°C에서 250°C로 올리면 순복사가 약 1,994 W에서 약 5,455 W로 거의 3배가 됩니다.
방사율은 표면이 이상 복사체에 얼마나 가까운지를 나타냅니다: 주철 0.95, 동석 0.90, 나강(bare steel) 0.70. 재질만으로도 수백 와트의 차이가 납니다. 20°C 실내에서 250°C 표면 기준으로, 1.5 m² 예시에서 주철은 약 5,455 W를 방사하지만 나강은 약 4,020 W(26% 차이, 기하 형상과 온도 동일)입니다.
1 m에서의 강도는 출력을 반구면으로 나눕니다(Q ÷ 2π, 예시에서 약 868 W/m²). 난로는 주로 앞쪽으로 복사하기 때문입니다. 쾌적 거리는 복사 플럭스가 10 × (43°C − 실내 온도) W/m²로 떨어지는 반경을 구하며, 43°C를 장시간 쾌적 노출의 임계값으로 취급합니다. 예시 난로는 20°C 실내에서 약 1.94 m입니다.
각 재질은 0에서 1 사이의 방사율을 가지며 완전 흑체 대비 복사 효율을 나타냅니다. 주철은 0.95로 이상에 가깝고, 동석은 0.90, 나강은 0.70으로 더 많이 반사하고 덜 복사합니다. Stefan–Boltzmann 방정식에서 방사율은 다른 모든 값에 곱해지므로, 동일한 고온 표면을 주철에서 강재로 바꾸면 복사 출력이 약 4분의 1 감소합니다.
모델링된 복사 플럭스가 43°C와 실내 온도 사이 1°C당 10 W/m² 임계값으로 떨어지는 반경입니다. 20°C 실내에서 이 임계값은 230 W/m²입니다. 실내 온도가 높아질수록 임계값이 줄어들어 동일 난로가 더 큰 쾌적 반경을 투사합니다: 30°C에서는 허용 플럭스가 130 W/m²로 절반이 되고 계산 거리는 약 3분의 1 증가합니다.
복사는 절대 온도의 4승에 비례해 증가하므로 증가분이 빠르게 복합됩니다. 예시 표면을 150°C(423 K)에서 250°C(523 K)로 올리면 Ts⁴ 항이 약 2.3배 증가하고, 실내 역복사를 차감한 순출력은 약 1,994 W에서 5,455 W로 오릅니다. 이것이 과열되어 벌겋게 달아오른 난로가 정상 작동 상태보다 훨씬 더 많은 열을 인근 표면에 쏟아내는 이유입니다.