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传热系数与导热系数——两者的区别

2017年02月12日 热工水力 评论 1 条 阅读 293 次

传热系数(Heat transfer coefficient)

传热系数以往称总传热系数。国家现行标准规范统一定名为传热系数。传热系数K值,是指在稳定传热条件下,围护结构两侧空气温差为1度(K/℃)1小时内通过1平方米面积传递的热量单位是瓦/平方米•度(W/㎡•K)此处K可用℃代替。

传热系数不是描述物质物性的物理量,它会随着不同的外界条件而发生变化,例如温度,流速,流量等,总的说来,它是一个工程上的概念.

机械工程中遇到的传热过程常常是热传导、对流换热和辐射换热三者的综合,而在应用最多的表面式换热器(又称间壁式换热器)中温度不太高,辐射换热的作用不大,所以分析时主要考虑热传导和对流换热的综合过程。因此,传热系数不仅与器壁的材料性能和厚度有关,还与器壁两侧的对流换热(有时还有辐射换热)过程有关。

 

导热系数(Thermal conductivity)

导热系数是指在稳定传热条件下,1m厚的材料,两侧表面的温差为1度(K,°C),在1小时内,通过1平方米面积传递的热量,用λ表示,单位为瓦/(米·度),w/(m·k)(W/m·K,此处的K可用℃代替)。

导热系数与材料的组成结构、密度、含水率、温度等因素有关。导热系数又被称作“热导系数”或“导热率”,反映材料热性能的重要物理量.这个特性跟材料本身的大小、形状、厚度都是没有关系的,只是跟材料本身的成分有关系。所以同类材料的导热率都是一样的,并不会因为厚度不一样而变化。

热传导是热交换的三种(热传导,对流和辐射)基本形式之一.是工程热物理、材料科学、固态物理、能源、环保等各个研究领域的课题。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构。热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及自由电子的迁移。

对流传热基本计算式——牛顿(Newton)冷却公式(Newton‘s law of cooling)中的比例系数,一般记做h,以前又常称对流换热系数,单位是W/(㎡*K),含义是对流换热速率。

对流换热系数又称表面换热系数,物理意义是指单位面积上,流体与壁面之间在单位温差下及单位时间内所能传递的热量,它的大小表达了对流换热过程的强弱程度。

表面传热系数的大小与对流传热过程中的许多因素有关。它不仅取决于流体的物性以及换热表面的形状、大小与布置,而且还与流速有着密切的关系。

牛顿冷却公式:
流体被加热时 q=h(Tw-Tf)
流体被冷却时 q=h(Tf-Tw)
其中,Tw及Tf分别为壁面温度和流体温度,℃。如果把温差(亦称温压)记为ΔT,并约定永远为正值,则牛顿冷却公式可表示为
q=hΔT
Φ=hAΔT
其中q为热流密度,单位是瓦/平米(W/㎡),Φ为热流,单位是瓦(W)。

获得表面传热系数h的表达式的方法大致有四种:
1、分析法,对描写某一类对流传热问题的偏微分方程及相应的定解条件进行数学求解,从而获得速度场和温度场的分析解的方法。
2、实验法,在相似原理指导下进行实验研究,是目前获得表面传热系数的主要途径。
3、比拟法,通过研究动量传递及热量传递的共性或类似特性,以建立起表面传热系数与阻力系数间的相互关系的方法。
4、数值法,在求解导热系数的基础上,增加对流项的离散及动量方程中的压力梯度项的数值处理,从而获得表面传热系数的方法。

1 条留言  访客:1 条  博主:0 条

  1. 九州套图

    简约不简单,大气有内涵!

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