如何求得的传热系数

总传热系数计算范文
对数平均温差法是一种基于热传导定律的方法，适用于许多传热装置。

该方法假定热量传导是均匀的，并且传热界面两侧温度的梯度是线性的。

对于热交换器，总传热系数可以使用下面的公式计算：
1/U=（1/h₁+δ₁/k₁+δ₂/k₂+1/h₂）
其中，U是总传热系数，h₁和h₂是导热界面两侧的对流换热系数，δ₁
和δ₂是导热界面两侧的对流膜层厚度，k₁和k₂是导热界面两侧的导热系数。

确定传热系数的方法是基于实验数据或理论计算。

实验方法包括传热
系数的测量和确定，包括测量两侧的温度和流体的流速，然后根据传热定
律求得传热系数。

理论方法则基于流体力学、传热学和边界层理论等原理，通过数学模型计算传热系数。

总传热系数的计算对于工程设计和设备优化非常重要。

通过合理选择
传热界面材料、优化流体流动、控制膜层厚度等措施，可以提高传热效果，减少能量损失。

此外，总传热系数还可以用于计算设备的传热效率和热量
损失，在工业生产中具有重要的经济和环境意义。

总的来说，总传热系数是热力学和传热学中的重要参数，用于描述传
热界面的传热效果。

计算总传热系数需要考虑导热界面的对流换热和传热
系数，可以通过实验和理论计算来确定。

通过合理选择材料和优化设计，
可以提高传热效果，减少能量损失。

总传热系数的研究对于工程设计和设
备优化具有重要意义。

热传导的基本原理与计算方法热传导是指热量从高温区向低温区传递的过程。

它是热力学的一种基本现象，广泛应用于物理学、化学、材料科学等领域。

热传导研究的是物质中热量的传导机制、热传导的速率和规律以及如何控制和改变热传导过程。

一、热传导的基本原理在物理学中，热量的传导可以用热传导定律来描述，即热传导的速率与热差成正比，与导热系数和传热面积成反比。

物质温度较高的区域传递给相邻温度较低的区域，热量的传导是靠原子、分子、电子等的热运动完成的。

这些粒子在物质内做无规则的振动、流动，高温区的热粒子向低温区运动，直到它们的热平衡达到。

热传导的基本原理可以用一维热传导方程来描述：$$\frac{\partial T}{\partial t}=\alpha\frac{\partial^2 T}{\partialx^2}.$$其中，T代表温度，x代表长度，t代表时间，α代表物质的导热系数。

方程的右侧表示温度梯度，表示热量的传递速度。

二、计算热传导的基本方法由于热传导过程的复杂性，通过简单的数学方程来计算热传导的速率是不可能的。

因此，人们开发了许多传热学模型和计算方法。

这些方法主要可以分为两种：一种是基于传热学原理和模型计算的解析解，另一种是基于数值方法求解的计算机模拟。

1. 解析解法解析解法是指根据物理模型和数学方程分析热传导的过程，得到解析解的方法。

这种方法的优点是计算结果精确，适用于简单的热传导问题，如一维热传导、恒定温差热传导等。

解析解法的缺点是只能用于特定情况下的计算，不适用于复杂的三维热传导问题。

2. 数值模拟法数值模拟法是指利用数字计算机来模拟热传导过程，在计算机上求解热传导方程。

这种方法的优点是可以模拟任意形状复杂的热传导问题，适用范围广，计算结果较为准确。

数值模拟法的缺点是需要高性能计算机进行计算，耗费时间和资源较多。

三、热传导应用范围热传导的应用范围非常广泛，涉及物理、化学、材料等多个领域。

在工程领域，热传导的应用与产品的保温、散热、冷却、加热等相关。

幕墙中空玻璃传热系数计算方法幕墙中空玻璃传热系数计算方法如下:1.公式P r=μc /λ式中μ——动态黏度，取1.761×10-5kg/(m•s);c——比热容，空气取1.008×103J/(kg•K)、氩气取0.519×103J/(kg•K);λ——导热系数，空气取2.496×10-2W/(m•K)、氩气取1.684×10-2W/(m•K)。

G r=9.81s 3ΔTρ2/Tmμ2式中 s——中空玻璃的气层厚度(m);ΔT ——外片玻璃表面温差，取15K;ρ——密度，空气取1.232kg/m3、氩气取1.669 kg/m3;T m——玻璃的平均温度，取283K;μ——动态黏度，空气取1.761×10-5kg/(m•s)、氩气取2.164×10-5kg/(m•s)。

N u= 0.035(G r Pr)0.38，如计算结果Nu,1，取Nu=1。

H g= N u λ/s W/(m2•K)H T =4ζ(1/ε1+1/ε2-1)-1×Tm 3式中ζ——常数，取5.67×10-8 W/(m2•K4);ε1 ——外片玻璃表面的校正辐射率;ε2 ——内片玻璃表面的校正辐射率;ε1、ε2取值:普通透明玻璃ην,15% 0.837 (GB/T2680表4) 真空磁控溅射镀膜玻璃ην?15% 0.45 (GB/T2680表4)ην,15% 0.70 (GB/T2680表4)LOW-E镀膜玻璃ην,15% 应由试验取得，如无试验资料时可取0.09~0.115。

h s = h g + h T1/h t=1/h s+δ/ r1式中δ——两片玻璃总厚度;r1——玻璃热阻，取1(m•K)/W。

1/U=1/h e +1/h i+1/h t式中 h e——玻璃外表面换热系数，取23(19)W/(m2•K);h i——玻璃内表面换热系数，取8(8.7)W/(m2•K)。

化工原理の传热实验一、实验目的1、学习传热系数的测定方法；2、学习传热膜系数及其准数联式的测定方法。

二、实验原理本实验有套管换热器4套，列管式换热器4套，首先介绍套管换热器。

套管换热器管间进饱和蒸汽，冷凝放热以加热管内的空气，实验设备如图2-2-5-1（1）所示。

传热方式为：冷凝—传导—对流 1、传热系数可用下式计算： ]/[2k m W t A qK m⋅∆⋅=(1)图2-2-5-1（1） 套管换热器示意图 式中：q ——传热速率[W] A ——传热面积[m 2] △t m —传热平均温差[K] ○1传热速率q 用下式计算： ])[(12W t t C V q p S -=ρ （2） 式中：3600/h S V V =——空气流量[m 3/s]V h ——空气流量[m 3/h]ρ——空气密度[kg/m 3]，以下式计算：]/)[273(4645.031m kg t R p Pa ++=ρ （3）Pa ——大气压[mmHg]Rp ——空气流量计前表压[mmHg] t 1——空气进换热器前的温度[℃]Cp ——空气比热[K kg J ⋅/]，查表或用下式计算：]/[04.01009K kg J t C m p ⋅+= （4） t m =(t 1+t 2)/2——空气进出换热器温度的平均值（℃） t 2——空气出口温度[℃]②传热平均面积A ：][2m L d A m π= （5）式中：d m =传热管平均直径[m]L —传热管有效长度[m ]③传热平均温度差△t m 用逆流对数平均温差计算：T ←——T t 1——→t 2 )(),(2211t T t t T t -=∆-=∆2121ln t t t t t m ∆∆∆-∆=∆ (6) 式中：T ——蒸汽温度[℃]2、传热膜系数（给热系数）及其关联式空气在圆形直管内作强制湍流时的传热膜系数可用下面准数关联式表示：nr m e P R Nu 0α= （7）式中：N u ——努塞尔特准数R e ——雷诺准数 P r ——普兰特准数αo ——系数，经验值为0.023 m ——指数，经验值为0.8n ——指数，经验值为：流体被加热时n=0.4，流体被冷却n=0.3 为了测定传热膜系数，现对式（7）作进一步的分析：λαdNu =（8） α——空气与管壁间的传热膜系数[W/m 2·k] 本实验可近似取α=K[传热系数]，也可用下式计算：)(m W i t t A q -=α （9）A i ——传热管内表面积[m 2] t W ——管壁温[℃]t m ——空气进、出口平均温度[℃] d ——管内径[m]λ——空气的导热系数[W/m ·k]，查表或用下式计算：λ=0.0244+7.8×10-5t m （10） μρdu =Re （11）u ——空气在加热管内的流速[m/s]μ——空气定性温度（t m ）下的粘度[pa ·s]，查表或用下式计算：μ=1.72×10-5+4.8×10-8t m （12）d ，ρ——意义同上。

总传热系数的公式总传热系数是热传递领域中的一个重要概念，它的公式对于理解和计算热交换过程至关重要。

咱们先来说说总传热系数到底是啥。

想象一下，在冬天，你坐在一个窗户旁边，感觉有冷风从窗户缝里钻进来，让你觉得冷飕飕的。

这时候，热量就从室内通过窗户传递到了室外。

而总传热系数呢，就像是衡量这个传递过程“快慢”的一个指标。

那总传热系数的公式到底是啥呢？它可以表示为 1 / U = 1 / h₁ + δ / λ + 1 / h₂。

这里的 U 就是总传热系数啦，h₁和 h₂分别代表热流体和冷流体与壁面之间的对流传热系数，δ 是壁面的厚度，λ 是壁面材料的热导率。

为了让您更明白这个公式，我给您讲个我自己的经历。

有一次，我去一个工厂参观，看到工人们正在调试一个大型的换热器。

那个换热器长得就像一个巨大的铁盒子，里面有各种管道和隔板。

我就好奇地问一个老师傅，这玩意儿是咋工作的。

老师傅特别耐心，跟我说：“你看啊，这边流进来热的液体，那边流进来冷的液体，它们在这盒子里交换热量。

而这个交换热量的效率，就得看总传热系数。

”他指着换热器的外壳说：“这外壳的厚度，还有这材料的导热性能，就影响着总传热系数。

就好比这外壳厚了，热量就不容易传过去，总传热系数就小了；要是这材料导热好，那系数就大。

”然后他又说：“还有这两边的流体，流动得快还是慢，也有讲究。

流得快，对流传热系数就大，总传热系数也跟着变。

”我当时听得似懂非懂，但回去好好琢磨了一下，结合这个公式，就豁然开朗了。

在实际应用中，这个公式用处可大了。

比如说，在设计暖气系统的时候，工程师们就得用这个公式来算一算，管道和散热器得做成啥样，才能让房间里快速暖和起来，还不浪费太多能源。

再比如，在化工生产中，要控制反应温度，就得通过调整换热器的参数，这时候就得靠总传热系数的公式来帮忙。

总之，总传热系数的公式虽然看起来有点复杂，但只要您结合实际的例子去理解，就会发现它其实是个很有用的工具，能帮助我们解决很多和热传递相关的问题。

实验４ 传热系数的测定实验一、实验目的⒈ 测定流体在套管换热器内作强制湍流时的对流传热系数i α。

⒉ 并将实验数据整理成准数关联式Nu=ARe m Pr 0.4形式，确定关联式中常数A 、m 的值。

⒊ 了解强化传热的基本理论和采取的方式。

二、实验原理实验2-1 普通套管换热器传热系数及其准数关联式的测定⒈ 对流传热系数i α的测定 根据牛顿冷却定律im ii S t Q ⨯∆=α （4-1） 式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2·℃)； Q i —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2；m t ∆—冷热流体间的平均温度差，℃。

()()221i i w m t t T t +-=∆ （4-2）式中：t i1，t i2—冷流体的入口、出口温度，℃；ｔw —壁面平均温度，℃；因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用t w 来表示，由于管外使用蒸汽，近似等于热流体的平均温度。

管内换热面积：i i i L d S π= （4-3）式中：d i —内管管内径，m ；L i —传热管测量段的实际长度，m 。

由热量衡算式：)(12i i pi i i t t c W Q -= （4-4）其中质量流量由下式求得：3600ii i V W ρ=（4-5）式中：V i —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； c pi —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； ρi —冷流体的密度，kg /m 3。

c pi 和ρi 可根据定性温度t m 查得，221i i m t t t +=为冷流体进出口平均温度。

t i1，t i2， t w ， V i 可采取一定的测量手段得到。

⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为n i mii A Nu Pr Re =. （4-6）其中： i ii i d Nu λα=， i i i i i d u μρ=Re ， ii pi i c λμ=Pr 物性数据λi 、c pi 、ρi 、μi 可根据定性温度t m 查得。

外窗传热系数计算公式
外窗的传热系数（U值）可以通过以下公式来计算：
U = 1 / (R1 + R2 + R3)。

其中，R1代表玻璃的热阻，R2代表窗框的热阻，R3代表玻璃与窗框之间的空气层的热阻。

玻璃的热阻（R1）可以通过玻璃的导热系数（λ）和玻璃厚度（d）来计算：
R1 = d / λ。

窗框的热阻（R2）可以通过窗框的导热系数（λ）和窗框的厚度（d）来计算：
R2 = d / λ。

玻璃与窗框之间的空气层的热阻（R3）可以通过空气层的厚度（d）来计算：
R3 = 0.17 / d.
将以上三个热阻代入第一个公式中，就可以得到外窗的传热系数（U值）。

这个公式可以帮助我们评估外窗的隔热性能，指导我们在选择外窗材料和设计外窗结构时做出合理的决策。

同时，它也是建筑节能设计中重要的参数之一，有助于提高建筑的能源利用效率，减少能源消耗。