مقدمه ای بر انتقال حرارت: اهمیت و محاسبه

ضریب انتقال گرما در درک چگونگی حرکت گرما بین مواد مختلف و محیط ها ضروری است.آنها نقش مهمی در برنامه های مختلف مهندسی ایفا می کنند، از جمله سیستم های HVAC، عایق حرارتی و بهره وری انرژی.این مقاله با هدف ارائه مقدمه ای جامع برای انتقال گرما، اهمیت آنها و چگونگی محاسبه آنها.

یک شرکت انتقال حرارت چیست؟

ضریب انتقال گرما (h) میزان انتقال گرما در هر منطقه واحد را در هر واحد تفاوت دما بین سطح جامد و مایع در تماس با آن اندازه گیری می کند.در وات در هر متر مربع در هر درجه سانتیگراد (W / m2 ⁇ C) ضریب بسته به نوع انتقال گرما متفاوت است: انتقال، انتقال، آلودگی، یا تابش.

انواع انتقال حرارت

[[۱] [۱۰]: [[۱۰]] انتقال حرارت از طریق یک ماده جامد بدون هیچ گونه حرکت خود مواد.
[[۱] [۱۰]: [[۱]] انتقال گرما بین سطح جامد و مایع (مخفی یا گاز) در حرکت است.
شتاب: انتقال گرما از طریق امواج الکترومغناطیسی، که می تواند در خلاء رخ دهد.

اهمیت انتقال حرارت Cofits

درک ضریب انتقال گرما به دلایل مختلف بسیار مهم است:

بهره وری انرژی: بهینه سازی ضریب انتقال حرارت می تواند منجر به بهبود بهره وری انرژی در ساختمان ها و فرایندهای صنعتی شود.
طراحی سیستم: محاسبات دقیق از ضریب انتقال حرارت برای طراحی سیستم های گرمایشی و خنک کننده موثر ضروری است.
انتخاب مواد: دانستن ضریب انتقال حرارت کمک می کند تا مواد مناسب برای عایق بندی و مبدل های حرارتی انتخاب شود.

عوامل موثر بر انتقال حرارت Cofits

عوامل متعددی بر ضریب انتقال گرما تأثیر می گذارند، از جمله:

خواص تجمعی: Viscosity، چگالی و گرمای خاص مایع بر ضریب انتقال حرارت تاثیر می گذارد.
[در این میان] [از این رو]، [[[۱]]]، بافت سطح جامد می تواند انتقال گرما را افزایش دهد یا کاهش دهد.
سرعت پایین: ، خشکی های مایع بالاتر به طور معمول افزایش ضریب انتقال حرارت تجمعی.
[در این میان] اختلاف نظر ؛ [به معنی] اختلاف دما، نرخ انتقال حرارت بالاتر است.

محاسبه انتقال حرارت Cofits

شاخص انتقال حرارت کالری می تواند پیچیده باشد، بسته به حالت انتقال گرما در اینجا برخی از فرمول های اساسی برای سناریوهای مختلف وجود دارد:

۱- رفتار

ضریب انتقال گرما برای اجرای می تواند با استفاده از قانون چهاربر محاسبه شود:

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۲] [۱] [۲] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۲] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۱] [۲] [۱] [۲] [۲] [۱] [۳] [۱] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱] [۲] [۲] [۲]
[در این میان] [در این میان] [ k = هدایت حرارتی (W/m-K]، d = ضخامت ماده (m)

۲) سازگاری

برای سازگاری، ضریب انتقال گرما می تواند با استفاده از همبستگی های تجربی یا شماره Nusselt تعیین شود:

[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۹] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۹] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱]
[در این میان] Nu = Nusselt number، k = هدایت حرارتی مایع (W/m)) L = طول مشخصه (m)

۳- تشعشع

برای تابش، ضریب انتقال گرما را می توان با استفاده از قانون استفان-بولتزمن محاسبه کرد:

فرمولا: h = ε {\displaystyle {\displaystyle } (T12+ T2)
[[۱۰]]] [[۱۰]]] [[۱۰]]] [FLT= از سطح، σ = استفان-برولتزمن ثابت (5.67 x 10 -8 W / m2 ·K4)، T1 و T2 = دمای مطلق (K).

برنامه های انتقال گرما Cofits

ضریب انتقال گرما برنامه های کاربردی را در زمینه های مختلف پیدا می کند، از جمله:

سیستم های سیستم های سیستم های سیستم عامل: [FLT 1] طراحی گرمایش کارآمد، تهویه و سیستم های تهویه مطبوع.

[[۱] [۱۰]: [[۱]] [۱۰] [۱]] [۱]] [۱۰] [۱]] [۱]] بهینه سازی فرآیندهای مانند جوشکاری، ریخته گری و درمان گرما.

سیستم های انرژی: بهره برداری از عملکرد مبدل های حرارتی و دیگ بخار.

طراحی ساخت: بهبود عایق و حفاظت از انرژی در ساختمان های مسکونی و تجاری.

نتیجه گیری

ضریب انتقال گرما در مطالعه دینامیک حرارتی پایه گذاری شده است. درک محاسبات آنها و عواملی که بر آنها تأثیر می گذارد برای مهندسان و دانشمندانی که در زمینه های مختلف کار می کنند، ما می توانیم بهره وری انرژی را افزایش دهیم و طرح های سیستم را در چندین برنامه بهبود دهیم.