传热系数和导热系数
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 ,C), 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/ m2 K,此处K可用C代替)。
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,单位为瓦/米?度(W/m?K,此处为K可用C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。
非晶体结构、密度较低的材料,导热系数较小。
材料的含水率、温度较低时,导热系数较小。
通常把导热系数较低的材料称为保温材料,而把导热系数在0.05瓦/米?度以下的材料称为高效保温材料。
传热阻以往称总热阻,现统一定名为传热阻。
传热阻RO是传热和系数K的倒数,即RO=1/K,单位是平方米度/瓦(m2. K/ W)。
围护结构的传热系数K值愈小,或传热阻R0值愈大,保温性能愈好。
由固体器壁隔开的热、冷流体在温度相差为一度时,单位时间内通过单位器壁面积的传热量,又称总传热系数。
它是传热学中度量传热过程有效程度的主要指标。
其数学定义式为
式中©为单位时间内流过传热面的热量即热流量;为传热面积;△
为热、冷流体的对数平均温度差。
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。
传热过程中热流体通过对流换热向高温侧壁面传热(见图
这一热量又通过固体壁导热传递给低温侧
壁面,最后以对流换热方式由冷流体把热量从低温侧壁面带走。
因此,传热过程通常都可简化成串联的3个基本环节:对流换热一导热—对流换热。
3个串联环节的分热阻之和组成传热过程的总热阻。
因此,传热系数可表示为
I ] * $ * ]
屍鼻屁式中方、方分别表示热、冷流体与其相接触壁面间的对流传热系数(需要时,其中包括辐射换热的相应折算值);•、分别为器壁的厚度和热导率。
分母中的3个分数代表3 个串联环节的分热阻。
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,而且
在多数情况下,导热分热阻要比对流换热分热阻小得多,因而对流换热在整个换热过程中起着主要作用。
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从代体到气体[gliO
(赢腔:20〜30 MTa)150^100
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1高压:览0〜30 MPa)200〜“U0
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从施和水蕉何到水 2 000—3 500
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从油到油讪〜:J00
表为常见传热系数的数值范围。