傳熱系數(shù)以往稱(chēng)總傳熱系數(shù)。國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一定名為傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)K值,是指在穩(wěn)定傳熱條件下,圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)空氣溫差為1度(K,℃),1小時(shí)內(nèi)通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量,單位是瓦/平方米·度(W/㎡·K,此處K可用℃代替)。
導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下,1m厚的材料,兩側(cè)表面的溫差為1度(K,℃),在1小時(shí)內(nèi),通過(guò)1平方米面積傳遞的熱量,單位為瓦/米•度(W/m•K,此處為K可用℃代替)。導(dǎo)熱系數(shù)與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。非晶體結(jié)構(gòu)、密度較低的材料,導(dǎo)熱系數(shù)較小。材料的含水率、溫度較低時(shí),導(dǎo)熱系數(shù)較小。通常把導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料稱(chēng)為保溫材料,而把導(dǎo)熱系數(shù)在0.05瓦/米•度以下的材料稱(chēng)為高效保溫材料。
傳熱阻以往稱(chēng)總熱阻,現(xiàn)統(tǒng)一定名為傳熱阻。傳熱阻RO是傳熱和系數(shù)K的倒數(shù),即RO=1/K,單位是平方米·度/瓦(m2.K/W)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K值愈小,或傳熱阻RO值愈大,保溫性能愈好。
由固體器壁隔開(kāi)的熱、冷流體在溫度相差為一度時(shí),單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位器壁面積的傳熱量,又稱(chēng)總傳熱系數(shù)。它是傳熱學(xué)中度量傳熱過(guò)程有效程度的主要指標(biāo)。其數(shù)學(xué)定義式為
[0086-01]
式中
為單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)傳熱面的熱量即熱流量;A為傳熱面積;ΔTm為熱、冷流體的對(duì)數(shù)平均溫度差。
機(jī)械工程中遇到的傳熱過(guò)程常常是熱傳導(dǎo)、對(duì)流換熱和輻射換熱三者的綜合,而在應(yīng)用最多的表面式換熱器(又稱(chēng)間壁式換熱器)中溫度不太高,輻射換熱的作用不大,所以分析時(shí)主要考慮熱傳導(dǎo)和對(duì)流換熱的綜合過(guò)程。
傳熱過(guò)程中熱流體通過(guò)對(duì)流換熱向高溫側(cè)壁面?zhèn)鳠幔ㄒ?jiàn)圖[傳熱過(guò)程示意圖]
)。這一熱量又通過(guò)固體壁導(dǎo)熱傳遞給低溫側(cè)壁面,最后以對(duì)流換熱方式由冷流體把熱量從低溫側(cè)壁面帶走。因此,傳熱過(guò)程通常都可簡(jiǎn)化成串聯(lián)的3個(gè)基本環(huán)節(jié):對(duì)流換熱—導(dǎo)熱—對(duì)流換熱。3個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)的分熱阻之和組成傳熱過(guò)程的總熱阻。因此,傳熱系數(shù)K可表示為
[0086-02]
式中
1、
2分別表示熱、冷流體與其相接觸壁面間的對(duì)流傳熱系數(shù)(需要時(shí),其中包括輻射換熱的相應(yīng)折算值);
、
分別為器壁的厚度和熱導(dǎo)率。分母中的 3個(gè)分?jǐn)?shù)代表3個(gè)串聯(lián)環(huán)節(jié)的分熱阻。因此,傳熱系數(shù)不僅與器壁的材料性能和厚度有關(guān),還與器壁兩側(cè)的對(duì)流換熱(有時(shí)還有輻射換熱)過(guò)程有關(guān),而且在多數(shù)情況下,導(dǎo)熱分熱阻要比對(duì)流換熱分熱阻小得多,因而對(duì)流換熱在整個(gè)換熱過(guò)程中起著主要作用。
表[常見(jiàn)傳熱系數(shù)的數(shù)值范圍]
為常見(jiàn)傳熱系數(shù)的數(shù)值范圍。








