ضریب انتقال حرارت

تعریف ضریب انتقال حرارت

تعداد بازدید: 10616
کد مطلب: 14058
تاریخ انتشار: 16:36 27 آذر 1391

تعریف ضریب انتقال حرارت

 
 

تجربه نشان داده که در صورت وجود گرادیان دما در جسم، انتقال گرمایی از ناحیه دما بالا به ناحیه دما پایین شارش دارد. انرژی به طریق هدایت انتقال یافته و آهنگ انتقال گرما به ازای واحد سطح متناسب است با گرادیان دما:

q آهنگ انتقال گرما و کسر T/x گرادیان دمایی در جهت x است.  ثابت مثبت k را ضریب هدایت گرمایی ماده می نامند و علامت منفی برای صدق قانون دوم ترمودینامیک است.

انتقال حرارت

مفهوم ضریب انتقال حرارت کلی در طراحی مبدل های حرارتی و سیستم های ترکیبی انتقال حرارت میان دو سیال اهمیت ویژه ای دارد. این مفهوم به طور کاملا گسترده در کتب انتقال حرارت مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بخش می خواهیم ضرایب انتقال حرارت در دیوارهای تخت، کره ها و استوانه ها را تحلیل کنیم.

 
 

دیواره تخت مطابق شکل در نظر بگیرید یک طرف آن در معرض سیال گرم A و طرف دیگرش در معرض سیال سردتر B قرا دارد. انتقال گرما از فرمول زیر به دست می آید.

 

 

هدایت گرما در دیوار تخت

شبکه انتقال گرما را می توان به وسیله شبکه مقاومت الکتریکی نشان داد. انتقال گرمای کل به صورت نسبت اختلاف دمای کل به مجموع مقاومت های گرمایی محاسبه می شود.

توجه کنید که مقدار 1/hA برای نمایش مقاومت جابه جایی به کار می رود. گاهی انتقال گرمای کل مرکب از هدایت و جابه جایی است که اغلب بر حسب ضریب انتقال گرمای کل، U بیان می شود که تعریف آن چنین است.

Q=UAΔT

A مساحت برای جریان گرماست. رابطه ضریب انتقال گرمای کل برای دیوار تخت بدین صورت است:

اگر مخرج کسر را مجموع مقاومت های هدایتی و جابه جایی (R)در نظر بگیریم داریم:

 
 

استوانه بلندی به شعاع درونی ri و شعاع بیرونی ro و طول L در نظر بگیرید. این استوانه در معرض اختلاف دمای Ti-To قرار می دهیم و جریان گرما به شکل زیر است.

استوانه

مقاومت گرمایی

جریان گرما

ضریب هدایت در استوانه

 

 
 

سیستم های کروی را وقتی دما فقط تابع شعاع است می توان به عنوان یک بعدی بررسی کرد. بنابراین جریان گرما به صورت زیر است:

کره

مقاومت گرمایی

جریان گرما

ضریب هدایت در کره ها

 

 

 
 

ضریب انتقال حرارت در علم انتقال حرارت بیان کننده نرخ انتقال حرارت بین یک سطح جامد و سیال اطراف به روش همرفت می باشد.این کمیت بر اساس رابطه زیر تعریف می شود:

h=q/A. ΔT

در این رابطه:

q  مقدار حرارت منتقل شده , J/s = W

h ضریب انتقال حرارت, W/(m2K)

A سطحی که انتقال حرارت از آن یا به آن صورت گرفته است, m2

ΔT: اختلاف دما بین سطح و سیال اطراف, K..ادامه

 
 

The overall heat transfer coefficient is influenced by the thickness and thermal conductivity of the mediums through which heat is transferred. The larger the coefficient, the easier heat is transferred from its source to the product being heated. In a heat exchanger, the relationship between the overall heat transfer coefficient (U) and the heat transfer rate (Q) can be demonstrated by the following equation:...more

Q=UA ΔT

 
 

The overall heat transfer coefficient for a wall or heat exchanger can be calculated as:

1 / U A = 1 / h1 A1 + dxw / k A + 1 / h2 A2         (1

where

U = the overall heat transfer coefficient  W/m2K

A = the contact area for each fluid side  m2

k = the thermal conductivity of the material (W/mK

h = the individual convection heat transfer coefficient for each fluid  W/m2K

dxw = the wall thickness (m)...more

 
 
نظرات درباره این مطلب
 
 
نام
پست الکترونیک
نظر
 
CAPTCHA Image
Reload Image
 
مطالب مرتبط