Hvad er en varmeoverførselskoefficient?
Varmeoverførselskoefficienten definerer den lethed, hvormed varme overføres fra et materiale til et andet, sædvanligvis fra et fast stof til et fluid eller en gas, eller fra et fluid eller gas til et fast stof. Varme kan også passere fra en væske til en gas eller eller omvendt, som det er tilfældet med kold luft over en varm sø. Varme vil altid strømme fra varmt til koldt for materialer, der er i direkte kontakt.
Varmeoverførselskoefficienter overvejes altid ved design af udstyr, der specifikt er beregnet til at overføre varme - eller ikke overføre varme. Kogepande, afkøling af finner på en motorcykelmotor, blæse på en skefuld for varm suppe eller en person, der varmer en andens kolde hænder, er alle tilfælde af at øge varmeoverførselskoefficienten. Den største enkelte bidragyder til bedre varmeoverførselskoefficienter i betragtning af de materielle begrænsninger er hurtig bevægelse af komponentenes fluidfase. At blæse luft gennem en radiator, inducere turbulent strømning i en varmeveksler, eller hurtigt bevæge luft i en konvektionsovn, påvirker meget højere varmeoverførselskoefficienter end stille forhold. Dette skyldes, at flere molekyler til at absorbere varme præsenteres for den varme overflade på kortere tid.
På den anden side overvejer søgningen efter meget effektiv isolering også varmeoverførselskoefficienten for hver af dens grænseflader. Isolering er vigtig for køleskabe og frysere, picnic-kølere, vintertøj og energieffektive hjem. Døde luftrum, hulrum i skum og materialer med lav ledningsevne er med til at give isolering.
Kvantitativt er varmeoverførselskoefficienten en funktion af de to materialer, der er i kontakt; temperaturen på hver, der bestemmer drivkraften; og faktorer, der forstærker eller ødelægger varmeoverførslen, såsom henholdsvis konvektion eller overfladefouling. Ligningerne bestemmer mængden af varme, der overføres pr. Arealenhed, pr. Grad temperaturforskel mellem de to tilstødende materialer og pr. Tidsperiode. Beregninger for dimensionering af industrielt udstyr, såsom varmeapparater og varmevekslere, løser normalt for overført varme pr. Time, fordi anlæggets produktionskapacitet normalt bestemmes på timebasis.
En samlet varmeoverførselskoefficient, som ofte bruges i varmevekslerligninger, er nødt til at overveje et antal faktorer. I dette eksempel skal den mættede damp ved en given temperatur, damp-til-rør-grænsefladen, ledningsevne gennem rørvæggen, grænsefladen til væsken inde i rørene, såsom olie, og temperaturen på indgående olie alle overvejes. Oplysninger fra disse faktorer kan hjælpe med at bestemme, hvor stor en varmeveksler der skulle være behov for, og hvilken design og materialestrategi der fungerer bedst.