总传热系数
墙壁或热交换器-计算总体传热系数。
通过壁这样的表面的热传递可以计算为
q = U A dT (1)
在哪里
q =传热(W (J/s)， Btu/h)
U =总传热系数(W/(m2K),英热单位/(英国《金融时报》2hoF)）
A =墙面积(m2英国《金融时报》,2）
dT = (t)1- t2）
=壁面温差(oC,oF)
对于多层墙，管道或热交换器-流体在墙的每一侧流动-的总传热系数可以计算为
1 / U A = 1 / hci一个我+ Σ (sn/ kn一个n) + 1 / h有限公司一个o（2）
在哪里
U=总传热系数(W / (m2K),英热单位/(英国《金融时报》2hoF)）
公斤ydF4y2Ban=热导电率第n层的物质(W / (m K),Btu/(hr ft°F)）
hc i, o＝内墙或外墙单个流体对流传热系数(W / (m2K),英热单位/(英国《金融时报》2hoF)）
年代n=层厚n (m, ft)
平面墙平等的区域在所有的层-可以简化为
1 / U = 1 / hci+ Σ (sn/ kn) + 1 / h有限公司（3）
〇导热系数k -对于一些典型的材料(并不是说电导率会随着温度而变化)
- 聚丙烯PP:0.1 - 0.22 W/(m K)
- 不锈钢:16 - 24 w /(m K)
- 铝:205 - 250w /(m K)
在公制和英制单位之间转换
- 1 W/(m K) = 0.5779 Btu/(ft hoF)
- 1 W / (m2K) = 0.85984 kcal/(h m2oC) = 0.1761 Btu/(ft2hoF)
对流换热系数-h-视乎
- 流体的类型-如果是气体或液体
- 像速度这样的流动特性
- 其他与流量和温度有关的特性
几种常见流体的对流换热系数:
- 空气-10 ~ 100w /m2K
- 水- - - - - -500 ~ 10 000 W/m2K
多层墙-传热计算器
该计算器可用于计算整体换热系数和多层墙体的换热。该计算器是通用的，可以用于公制或英制单位，只要单位的使用是一致的。
A -面积(m2英国《金融时报》,2）
t1-温度1 (oC,oF)
t2-温度2（oC,oF)
hci-壁内对流换热系数(W / (m2K),英热单位/(英国《金融时报》2hoF)）
年代1-厚度1 (m, ft)
公斤ydF4y2Ba1-导热系数1(W / (m K),Btu/(hr ft°F)）
年代2-厚度2 (m, ft)
公斤ydF4y2Ba2-导热系数2(W / (m K),Btu/(hr ft°F)）
年代3.-厚度3 (m, ft)
公斤ydF4y2Ba3.-导热系数3(W / (m K),Btu/(hr ft°F)）
h有限公司-外壁对流换热系数(W / (m2K),英热单位/(英国《金融时报》2hoF)）
热阻
传热电阻可以表示为
R = 1 / u (4)
在哪里
R =传热阻力(m2K / W,英国《金融时报》2h°F/英热单位)
墙体在热阻处分成几段
- 流体与壁面之间的传热是一个阻力
- 墙本身就是一个阻力
- 壁面和第二流体之间的传递是热阻
表面涂层或“燃烧”产品层增加了额外的热阻，降低了整体传热系数。
一些典型的传热阻力
- 静止的空气层，40毫米(1.57英寸)：R = 0.18 m2K / W
- 内部传热阻力、水平电流:R = 0.13 m2K / W
- 外部换热阻力、水平电流:R = 0.04 m2K / W
- 内部传热阻力大，热流由下向上:R = 0.10 m2K / W
- 外部换热阻力，上方向下的热电流:R = 0.17 m2K / W
例子-空气-空气热交换器中的传热
一种带面积的空气对空气板式换热器2米2以及壁厚0.1毫米可以用聚丙烯、PP、铝或不锈钢制成。
空气的换热对流系数为50 W /米2K．换热器内部温度为One hundred.oC外部温度是20.oC．
通过修正可以计算出单位面积的总换热系数U（3）来
U = 1 / (1 / hci+ s / k + 1 / h有限公司）(3 b)
换热器的总换热系数
- 导热聚丙烯0.1 W /可是
U页= 1 / (1 / (50 W /米2K) + (0.1毫米) (103米/毫米)/ (0.1 W /可) + 1 /（50 W /米2K））
＝24.4W / m2K
热传递是
Q = (24.4 W /m2K) （2米2) ((One hundred.oC) - (20oC）)
＝3904W
＝3.9千瓦
- 不锈钢，导热性好16 W /可：
U党卫军= 1 / (1 / (50 W /米2K) + (0.1毫米) (103米/毫米)/ (16 W /可) + 1 /（50 W /米2K））
＝25W / m2K
热传递是
Q = (25w /m2K) （2米2) ((One hundred.oC) - (20oC）)
＝4000W
＝4千瓦
- 导热铝205 W /可：
U艾尔= 1 / (1 / (50 W /米2K) + (0.1毫米) (103米/毫米)/ (205 W /可) + 1 /（50 W /米2K））
＝25W / m2K
热传递是
Q = (25w /m2K) （2米2) ((One hundred.oC) - (20oC）)
＝4000W
＝4千瓦
- 1 W / (m2K) = 0.85984 kcal/(h m2oC) = 0.1761 Btu/(ft2hoF)
典型的总传热系数
- 自由对流气体-自由对流气体:U = 1 - 2 W/m2K(典型窗户，房间通过玻璃向室外通风)
- 自由对流气体-强制液体(流动)水:U = 5 - 15w /m2K(典型散热器集中供暖)
- 自由对流气体-冷凝蒸汽水:U = 5 - 20w /m2K(典型蒸汽散热器)
- 强制对流(流动)气体-自由对流气体:U = 3 - 10w /m2K(过热器)
- 强制对流(流动)气体-强制对流气体:U = 10 - 30w /m2K(热交换器气体)
- 强制对流(流动)气体-强制液体(流动)水:U = 10 - 50 W/m2K(气体冷却器)
- 强制对流(流动)气体-冷凝蒸汽水:U = 10 - 50 W/m2K(空气加热器)
- 液体自由对流-强制对流气体:U = 10 - 50 W/m2K(燃气锅炉)
- 液体自由对流-自由对流液体:U = 25 - 500w /m2K(加热油浴)
- 液体自由对流-强制液体流动(水):U = 50 ~ 100w /m2K(加热盘管在船舶水中，无转向水)，500 - 2000w /m2K(船舶水加热盘管，带转向水)
- 液体自由对流-冷凝蒸汽水:U = 300 ~ 1000w /m2K(带搅拌器的容器周围的蒸汽夹套，水)，150 - 500 W/m2K(其他液体)
- 强制液体(流动)水-自由对流气体:U = 10 - 40w /m2K(燃bob亚洲烧室+辐射)
- 强制液体(流动)水-自由对流液体:U = 500 - 1500w /m2K(冷却盘管-搅拌)
- 强制液体(流动)水-强制液体(流动)水:U = 900 - 2500 W/m2K(热交换器水/水)
- 强制液体(流动)水-冷凝蒸汽水:U = 1000 - 4000w /m2K(冷凝器蒸汽水)
- 沸腾液态水-自由对流气体:U = 10 - 40w /m2K(蒸汽锅炉+辐射)
- 沸腾液态水-强制液体流动(水):U = 300 ~ 1000w /m2K(冰箱或卤水冷却器的蒸发)
- 沸腾液态水-冷凝蒸汽水:U = 1500 ~ 6000 W/m2K(蒸发器蒸汽/水)