Isı transfer katsayısı - Heat transfer coefficient

Isı transfer katsayısı ya da filmi katsayısı ya da bir film etkinliği olarak, termodinamik ve mekanik bir orantı sabiti arasındaki ısı akısı ve ısı akışı için termodinamik bir itici güç (örneğin, sıcaklık farkı, Δ T ):

Kombine modlar için toplam ısı transfer oranı, genellikle genel iletkenlik veya ısı transfer katsayısı, U cinsinden ifade edilir . Bu durumda ısı transfer hızı:

${\displaystyle {\dot {Q}}=hA(T_{2}-T_{1})}$

nerede:

${\görüntüleme stili A}$: ısı transferinin gerçekleştiği yüzey alanı, m ²

${\ Displaystyle T_{2}}$: çevreleyen sıvının sıcaklığı, K

${\görüntüleme stili T_{1}}$: katı yüzeyin sıcaklığı, K.

Isı transfer katsayısının genel tanımı şöyledir:

${\displaystyle h={\frac {q}{\Delta T}}}$

nerede:

q : ısı akısı , W/m ² ; yani birim alan başına ısıl güç , q = d${\displaystyle {\dot {Q}}}$ / dA

h : ısı transfer katsayısı, W/(m ² •K)

Δ T : katı yüzey ile çevreleyen sıvı alanı arasındaki sıcaklık farkı, K

Tipik olarak bir sıvı ve bir katı arasındaki konveksiyon veya faz geçişi ile ısı transferinin hesaplanmasında kullanılır . Isı transfer katsayısı, metre kare başına watt cinsinden SI birimlerine sahiptir kelvin: W/(m ² K).

Isı transfer katsayısı, ısı yalıtımının tersidir . Bu, yapı malzemeleri ( R-değeri ) ve giysi yalıtımı için kullanılır .

Farklı ısı transfer modlarında, farklı akışkanlarda, akış rejimlerinde ve farklı termohidrolik koşullar altında ısı transfer katsayısını hesaplamak için çok sayıda yöntem vardır . Genellikle bölünmesi ile tahmin edilebilir ısı iletkenliğini arasında konveksiyon bir uzunluk ölçeğine göre sıvı. Isı transfer katsayısı genellikle Nusselt sayısından ( boyutsuz bir sayı ) hesaplanır . Ayrıca, özellikle Isı transfer akışkanı uygulamaları için kullanılabilen çevrimiçi hesaplayıcılar da bulunmaktadır . Isı transfer katsayısının deneysel olarak değerlendirilmesi, özellikle küçük akıların ölçüleceği durumlarda (örneğin ) bazı zorluklar ortaya çıkarmaktadır . ${\displaystyle <0,2{\rm {G/cm^{2}}}}$

Kompozisyon

Binalardaki duvarlar gibi basit elemanlar veya ısı eşanjörleri arasındaki ısı transferini bulmak için yararlı olan genel bir ısı transfer katsayısını belirlemek için basit bir yöntem aşağıda gösterilmiştir. Bu yöntemin yalnızca malzemeler içindeki iletimi hesaba kattığını, radyasyon gibi yöntemlerle ısı transferini hesaba katmadığını unutmayın. Yöntem aşağıdaki gibidir:

${\displaystyle 1/(U\cdot A)=1/(h_{1}\cdot A_{1})+dx_{w}/(k\cdot A)+1/(h_{2}\cdot A_{ 2})}$

Nereye:

• ${\görüntüleme stili U}$= toplam ısı transfer katsayısı (W/(m ² •K))
• ${\görüntüleme stili A}$= her bir akışkan tarafı için temas alanı (m ² ) ( her iki yüzeyle birlikte ve ifade edilir)${\görüntüleme stili A_{1}}$${\ Displaystyle A_{2}}$
• ${\görüntüleme stili k}$= malzemenin termal iletkenliği (W/(m·K))
• ${\görüntüleme stili h}$= her akışkan için bireysel konveksiyon ısı transfer katsayısı (W/(m ² •K))
• ${\displaystyle dx_{w}}$ = duvar kalınlığı (m).

Her yüzey yaklaşımı için alanlar eşit olduğundan, denklem aşağıda gösterildiği gibi birim alan başına transfer katsayısı olarak yazılabilir:

${\displaystyle 1/U=1/h_{1}+dx_{w}/k+1/h_{2}}$

veya

${\displaystyle U=1/(1/h_{1}+dx_{w}/k+1/h_{2})}$

Genellikle için değer , bir sıvı taşıyan bir borunun kalınlığını tanımlamak için iç ve dış yarıçapların kullanıldığı durumlarda iki yarıçapın farkı olarak adlandırılır, ancak bu rakam düz bir plaka transfer mekanizmasında duvar kalınlığı olarak da düşünülebilir. veya iletim yüzeyinin her bir kenarı arasındaki alan farkı sıfıra yaklaştığında bir binadaki duvar gibi diğer yaygın düz yüzeyler. ${\displaystyle dx_{w}}$

Binaların duvarlarında, bina bileşenlerinden geçen ısıyı hesaplamak için yaygın olarak kullanılan formülü elde etmek için yukarıdaki formül kullanılabilir. Mimarlar ve mühendisler, duvar gibi bir yapı montajının elde edilen değerlerine U-Değeri veya R-Değeri derler . Her değer türü (R veya U), R-Değeri = 1/U-Değeri olacak şekilde birbirinin tersi olarak ilişkilidir ve her ikisi de bu belgenin alt bölümünde açıklanan genel bir ısı transfer katsayısı kavramı aracılığıyla daha tam olarak anlaşılır. .

Konvektif ısı transferi korelasyonları

Konvektif ısı transferi, boyutsal analiz, sınır tabakasının tam analizi, sınır tabakasının yaklaşık integral analizi ve enerji ile momentum transferi arasındaki analojiler yoluyla analitik olarak türetilebilse de, bu analitik yaklaşımlar matematiksel olmadığında tüm problemlere pratik çözümler sunamayabilir. modeller uygulanabilir. Bu nedenle, doğal taşınım, iç akış için zorlanmış taşınım ve dış akış için zorlanmış taşınım dahil olmak üzere çeşitli durumlarda taşınımla ısı aktarım katsayısını tahmin etmek için çeşitli yazarlar tarafından birçok bağıntı geliştirilmiştir. Bu ampirik korelasyonlar, belirli geometrileri ve akış koşulları için sunulmaktadır. Akışkan özellikleri sıcaklığa bağlı olduğundan, yüzey ve çevreleyen yığın sıcaklığının ortalaması olan film sıcaklığında değerlendirilirler . ${\görüntüleme stili T_{f}}$${\görüntüleme stili T_{s}}$${\displaystyle {{T}_{\infty }}}$

${\displaystyle {{T}_{f}}={\frac {{T}_{s}}+{{T}_{\infty }}}{2}}}$

Dış akış, dikey düzlem

Churchill ve Chu'nun önerileri, hem laminer hem de türbülanslı akış için dikey bir düzleme bitişik doğal konveksiyon için aşağıdaki korelasyonu sağlar. k olan termik iletkenliği sıvının, L olan karakteristik uzunluk yerçekimi yönüne göre, Ra, _L olan Rayleigh sayısı , bu uzunluk ile ilgili olarak ve Pr Prandtl sayısı .

${\displaystyle h\ ={\frac {k}{L}}\left({0.825+{\frac {0.387\mathrm {Ra} _{L}^{1/6}}{\left(1+( 0.492/\mathrm {Pr} )^{9/16}\sağ)^{8/27}}}}\sağ)^{2}\,\quad \mathrm {Ra} _{L}<10^{ 12}}$

Laminer akışlar için aşağıdaki bağıntı biraz daha doğrudur. Ra olduğunda, türbülanslı sınır bir laminar bir geçiş meydana geldiği görülmektedir _L , yaklaşık 10 aşan ⁹ .

${\displaystyle h\ ={\frac {k}{L}}\left(0,68+{\frac {0,67\mathrm {Ra} _{L}^{1/4}}{\left(1+(0.492)) /\mathrm {Pr} )^{9/16}\sağ)^{4/9}}}\sağ)\,\quad \mathrm {1} 0^{-1}<\mathrm {Ra} _{ L}<10^{9}}$

Dış akış, dikey silindirler

Eksenleri dikey olan silindirler için, eğrilik etkisinin çok önemli olmaması koşuluyla düzlem yüzeyler için ifadeler kullanılabilir. Bu sınır tabaka kalınlığının silindir çapına göre küçük olduğu sınırı temsil eder . Dikey düzlem duvarlar için korelasyonlar şu durumlarda kullanılabilir: ${\görüntüleme stili D}$

${\displaystyle {\frac {D}{L}}\geq {\frac {35}{\mathrm {Gr} _{L}^{\frac {1}{4}}}}}$

burada bir Grashoff sayısı . ${\displaystyle \mathrm {Gr} _{L}}$

Dış akış, yatay plakalar

WH McAdams, yatay plakalar için aşağıdaki bağıntıları önerdi. İndüklenen yüzdürme, sıcak yüzeyin yukarı veya aşağı bakmasına bağlı olarak farklı olacaktır.

Laminer akış için yukarı bakan sıcak bir yüzey veya aşağı bakan soğuk bir yüzey için:

${\displaystyle h\ ={\frac {k0.54\mathrm {Ra} _{L}^{1/4}}{L}}\,\quad 10^{5}<\mathrm {Ra} _{ L}<2\kez 10^{7}}$

ve türbülanslı akış için:

${\displaystyle h\ ={\frac {k0.14\mathrm {Ra} _{L}^{1/3}}{L}}\,\quad 2\times 10^{7}<\mathrm {Ra } _{L}<3\kez 10^{10}.}$

Aşağı bakan sıcak bir yüzey veya yukarı bakan soğuk bir yüzey için, laminer akış için:

${\displaystyle h\ ={\frac {k0.27\mathrm {Ra} _{L}^{1/4}}{L}}\,\quad 3\times 10^{5}<\mathrm {Ra } _{L}<3\kez 10^{10}.}$

Karakteristik uzunluk, levha yüzey alanının çevreye oranıdır. Yüzey düşey ile θ açısında eğimliyse , o zaman Churchill ve Chu'nun düşey plaka denklemleri 60°'ye kadar θ için kullanılabilir ; sınır tabaka akışı laminer ise , Ra terimi hesaplanırken yerçekimi sabiti g , g cos  θ ile değiştirilir .

Dış akış, yatay silindir

Yeterli uzunlukta ve ihmal edilebilir uç etkilere sahip silindirler için Churchill ve Chu için aşağıdaki bağıntı vardır . ${\displaystyle 10^{-5}<\mathrm {Ra} _{D}<10^{12}}$

${\displaystyle h\ ={\frac {k}{D}}\left({0.6+{\frac {0.387\mathrm {Ra} _{D}^{1/6}}{\left(1+( 0.559/\mathrm {Pr} )^{9/16}\,\sağ)^{8/27}\,}}}\sağ)^{2}}$

Dış akış, küreler

Küreler için, T. Yuge, Pr≃1 ve için aşağıdaki bağıntıya sahiptir . ${\displaystyle 1\leq \mathrm {Ra} _{D}\leq 10^{5}}$

${\displaystyle {\mathrm {Nu} }_{D}\ =2+0.43\mathrm {Ra} _{D}^{1/4}}$

Dikey dikdörtgen muhafaza

Dikdörtgen muhafazaların karşılıklı iki dikey plakası arasındaki ısı akışı için Catton, daha küçük en-boy oranları için aşağıdaki iki korelasyonu önerir. Korelasyonlar, Prandtl sayısının herhangi bir değeri için geçerlidir.

1 < H / L < 2 için:

${\displaystyle h\ ={\frac {k}{L}}0,18\left({\frac {\mathrm {Pr} }{0.2+\mathrm {Pr} }}\mathrm {Ra} _{L}\ sağ)^{0.29}\,\quad \mathrm {Ra} _{L}\mathrm {Pr} /(0.2+\mathrm {Pr} )>10^{3}}$

burada H , muhafazanın iç yüksekliğidir ve L , farklı sıcaklıklardaki iki taraf arasındaki yatay mesafedir.

2 < H / L < 10 için:

${\displaystyle h\ ={\frac {k}{L}}0.22\left({\frac {\mathrm {Pr} }{0.2+\mathrm {Pr} }}\mathrm {Ra} _{L}\ sağ)^{0.28}\sol({\frac {H}{L}}\sağ)^{-1/4}\,\quad \mathrm {Ra} _{L}<10^{10}.}$

Daha büyük en boy oranlarına sahip dikey muhafazalar için aşağıdaki iki bağıntı kullanılabilir. 10 < H / L < 40 için:

${\displaystyle h\ ={\frac {k}{L}}0.42\mathrm {Ra} _{L}^{1/4}\mathrm {Pr} ^{0.012}\left({\frac {H} {L}}\sağ)^{-0.3}\,\quad 1<\mathrm {Pr} <2\times 10^{4},\,\quad 10^{4}<\mathrm {Ra} _{ L}<10^{7}.}$

1 < H / L < 40 için:

${\displaystyle h\ ={\frac {k}{L}}0,46\mathrm {Ra} _{L}^{1/3}\,\quad 1<\mathrm {Pr} <20,\,\quad 10^{6}<\mathrm {Ra} _{L}<10^{9}.}$

Dört bağıntının tümü için, akışkan özellikleri, film sıcaklığının aksine, ortalama sıcaklıkta değerlendirilir ; burada ve dikey yüzeylerin sıcaklıkları ve . ${\displaystyle (T_{1}+T_{2})/2}$${\görüntüleme stili T_{1}}$${\ Displaystyle T_{2}}$${\displaystyle T_{1}>T_{2}}$

Zorlanmış konveksiyon

İç akış, laminer akış

Sieder ve Tate, tüplerdeki laminer akıştaki giriş etkilerini hesaba katmak için aşağıdaki korelasyonu verir; burada iç çap, kütle ortalama sıcaklığındaki akışkan viskozitesi ve tüp duvar yüzey sıcaklığındaki viskozitedir. ${\görüntüleme stili D}$${\görüntüleme stili {\mu }_{b}}$${\ Displaystyle {\mu }_{w}}$

${\displaystyle \mathrm {Nu} _{D}={1.86}\cdot {{\left(\mathrm {Re} \cdot \mathrm {Pr} \sağ)}^{{}^{1}\!\ !\diagup \!\!{}_{3}\;}}{{\left({\frac {D}{L}}\sağ)}^{{}^{1}\!\!\diagup \!\!{}_{3}\;}}{{\left({\frac {{\mu }_{b}}{{\mu }_{w}}}\sağ)}^{0.14 }}}$

Tam gelişmiş laminer akış için Nusselt sayısı sabittir ve 3.66'ya eşittir. Mills, giriş efektlerini ve tam gelişmiş akışı tek bir denklemde birleştirir

${\displaystyle \mathrm {Nu} _{D}=3.66+{\frac {0.065\cdot \mathrm {Re} \cdot \mathrm {Pr} \cdot {\frac {D}{L}}}{1+ 0.04\cdot \left(\mathrm {Re} \cdot \mathrm {Pr} \cdot {\frac {D}{L}}\sağ)^{2/3}}}}$

İç akış, türbülanslı akış

Dittus-Bölter korelasyonu (1930), birçok uygulama için yararlı olan yaygın ve özellikle basit bir korelasyondur. Bu bağıntı, zorlanmış konveksiyon ısı transferinin tek modu olduğunda uygulanabilir; yani kaynama, yoğuşma, önemli radyasyon vb. yoktur. Bu korelasyonun doğruluğunun ±%15 olması beklenmektedir.

Reynolds sayısı 10.000 ile 120.000 arasında olan ( türbülanslı boru akış aralığında) düz dairesel bir borudan akan bir akışkan için , akışkanın Prandtl sayısı 0,7 ile 120 arasında olduğunda, boru girişinden uzak bir konum için (10 borudan fazla boru) çaplar; birçok yazara göre 50'den fazla çap) veya diğer akış bozuklukları ve boru yüzeyi hidrolik olarak pürüzsüz olduğunda, akışkanın kütlesi ile boru yüzeyi arasındaki ısı transfer katsayısı açıkça şu şekilde ifade edilebilir:

${\displaystyle {hd \over k}={0.023}\,\left({jd \over \mu }\right)^{0.8}\,\left({\mu c_{p} \over k}\right )^{n}}$

nerede:

${\görüntüleme stili d}$bir hidrolik çap

${\görüntüleme stili k}$bir ısı iletkenlik dökme sıvı

${\görüntüleme stili \mu }$sıvı viskozitesi

${\görüntüleme stili j}$ kütle akışı

${\displaystyle c_{p}}$sıvının izobarik ısı kapasitesi

${\görüntüleme stili n}$ ısıtma için 0,4'tür (duvar yığın akışkandan daha sıcaktır) ve soğutma için 0,33'tür (duvar yığın akışkandan daha soğuktur).

Bu denklemin uygulanması için gerekli olan akışkan özellikleri kütle sıcaklığında değerlendirilir, böylece yinelemeden kaçınılır.

Zorlanmış konveksiyon, dış akış

Bir katının dış yüzeyinden geçen akışla ilişkili ısı transferini analiz ederken, durum sınır tabaka ayrılması gibi olaylarla karmaşık hale gelir. Çeşitli yazarlar, farklı geometriler ve akış koşulları için çizelgeleri ve grafikleri ilişkilendirmiştir. Kenardan uzaklığı ve sınır tabakasının yüksekliği olan bir düzlem yüzeye paralel akış için , Colburn analojisi kullanılarak ortalama bir Nusselt sayısı hesaplanabilir . ${\görüntüleme stili x}$${\görüntüleme stili L}$

Thom korelasyonu

Kaynamada ısı transfer katsayısı için akışkana özgü basit korelasyonlar vardır. Thom korelasyonu, çekirdek kaynama katkısının zorlanmış taşınım üzerinde baskın olduğu koşullar altında kaynayan suyun (yaklaşık 20 MPa'ya kadar olan basınçlarda aşırı soğutulmuş veya doymuş) akışı içindir. Bu korelasyon, ısı akışı göz önüne alındığında, beklenen sıcaklık farkının kabaca tahmini için kullanışlıdır:

${\displaystyle \Delta T_{\rm {sat}}=22.5\cdot {q}^{0.5}\exp(-P/8.7)}$

nerede:

${\displaystyle \Delta T_{\rm {sat}}}$ doyma sıcaklığının üzerindeki duvar sıcaklığı yüksekliğidir, K

q ısı akışıdır, MW/m ²

P , suyun basıncıdır, MPa

Bu ampirik korelasyonun verilen birimlere özgü olduğuna dikkat edin.

Boru duvarının ısı transfer katsayısı

Boru duvarının malzemesinin ısı akışına karşı gösterdiği direnç, "boru duvarının ısı transfer katsayısı" olarak ifade edilebilir. Ancak, ısı akışının borunun iç çapına mı yoksa dış çapına mı bağlı olduğu seçilmelidir. Isı akısını boru iç çapına dayandırmayı seçerek ve boru et kalınlığının boru iç çapına göre küçük olduğu varsayılarak, boru duvarı için ısı transfer katsayısı sanki duvar kavisli değilmiş gibi hesaplanabilir:

${\displaystyle h_{\rm {duvar}}={k \üzerinde x}}$

burada k , duvar malzemesinin etkin ısıl iletkenliğidir ve x , duvar kalınlığıdır.

Yukarıdaki varsayım geçerli değilse, duvar ısı transfer katsayısı aşağıdaki ifade kullanılarak hesaplanabilir:

${\displaystyle h_{\rm {duvar}}={2k \faz {d_{\rm {i}}\ln(d_{\rm {o}}/d_{\rm {i}})}}}$

burada d _i ve d _o sırasıyla borunun iç ve dış çaplarıdır.

Tüp malzemesinin termal iletkenliği genellikle sıcaklığa bağlıdır; ortalama termal iletkenlik sıklıkla kullanılır.

Konvektif ısı transfer katsayılarının birleştirilmesi

Paralel olarak hareket eden iki veya daha fazla ısı transfer işlemi için, konvektif ısı transfer katsayıları basitçe şunu ekleyin:

${\displaystyle h=h_{1}+h_{2}+\cdots }$

Seri bağlı iki veya daha fazla ısı transferi prosesi için, konvektif ısı transfer katsayıları ters yönde toplanır:

${\displaystyle {1 \h üzeri}={1 \h_{1}}+{1 \h_{2}}+\dots }$

Örneğin, içinden sıvı akan bir boruyu ele alalım. Borunun içindeki sıvının kütlesi ile borunun dış yüzeyi arasındaki yaklaşık ısı transfer hızı:

${\displaystyle q=\left({1 \üzer {{1\h üzerinde}+{t \üzerinde k}}}\sağ)\cdot A\cdot \Delta T}$

nerede

q = ısı transfer hızı (W)

h = konvektif ısı transfer katsayısı (W/(m ² ·K))

t = duvar kalınlığı (m)

k = duvar termal iletkenliği (W/m·K)

A = alan (m ² )

${\görüntüleme stili\Delta T}$ = sıcaklık farkı.

Toplam ısı transfer katsayısı

Toplam ısı transferi katsayısının transferi, ısı iletken ve konvektif engellerin bir dizi genel yeteneğinin bir ölçüsüdür. Isı eşanjörlerinde ısı transferinin hesaplanmasında yaygın olarak uygulanır , ancak diğer problemlere de aynı derecede iyi uygulanabilir. ${\görüntüleme stili U}$

Bir ısı eşanjörü durumunda, ısı eşanjöründeki iki akım arasındaki toplam ısı transferini aşağıdaki bağıntı ile belirlemek için kullanılabilir: ${\görüntüleme stili U}$

${\displaystyle q=UA\Delta T_{LM}}$

nerede:

${\görüntüleme stili q}$ = ısı transfer hızı (W)

${\görüntüleme stili U}$= toplam ısı transfer katsayısı (W/(m ² ·K))

${\görüntüleme stili A}$= ısı transfer yüzey alanı (m ² )

${\displaystyle \Delta T_{LM}}$= logaritmik ortalama sıcaklık farkı (K).

Genel ısı transfer katsayısı, her bir akımın bireysel ısı transfer katsayılarını ve boru malzemesinin direncini hesaba katar. Bir dizi termal direncin toplamının tersi olarak hesaplanabilir (ancak daha karmaşık ilişkiler vardır, örneğin ısı transferi farklı yollarla paralel olarak gerçekleştiğinde):

${\displaystyle {\frac {1}{UA}}=\sum {\frac {1}{hA}}+\sum R}$

nerede:

R = Boru duvarındaki ısı akışına karşı direnç(ler) (K/W)

Diğer parametreler yukarıdaki gibidir.

Isı aktarım katsayısı, kelvin başına birim alan başına aktarılan ısıdır. Böylece alan , ısı transferinin gerçekleştiği alanı temsil ettiği için denkleme dahil edilir. Her bir akış için alanlar, her bir akışkan tarafı için temas alanını temsil ettikleri için farklı olacaktır.

Isıl direnç (ince duvarları) boru duvarına bağlı aşağıdaki ilişki ile hesaplanır:

${\displaystyle R={\frac {x}{k}}}$

nerede

x = duvar kalınlığı (m)

k = malzemenin termal iletkenliği (W/(m·K))

Bu, borudaki iletim yoluyla ısı transferini temsil eder.

Isı iletkenliği , özellikle malzemenin bir özelliğidir. Çeşitli malzemeler için termal iletkenlik değerleri, termal iletkenlikler listesinde listelenmiştir .

Makalede daha önce bahsedildiği gibi, her bir akış için taşınımla ısı transfer katsayısı , akışkanın tipine, akış özelliklerine ve sıcaklık özelliklerine bağlıdır.

Bazı tipik ısı transfer katsayıları şunları içerir:

• Hava - h = 10 ila 100 W/(m ² K)
• Su - h = 500 ila 10.000 W/(m ² K).

Kirlenme birikintileri nedeniyle termal direnç

Genellikle kullanımları sırasında, ısı eşanjörleri, potansiyel olarak bir akımı kirletmeye ek olarak, ısı eşanjörlerinin etkinliğini azaltan yüzeyde bir kirlilik tabakası toplar. Kirlenmiş bir ısı eşanjöründe duvarlardaki birikme, ısının içinden akması gereken ek bir malzeme katmanı oluşturur. Bu yeni katman sayesinde, ısı eşanjörü içinde ek direnç vardır ve bu nedenle eşanjörün toplam ısı transfer katsayısı azaltılır. Ek kirlenme direnci ile ısı transfer direncini çözmek için aşağıdaki ilişki kullanılır:

${\displaystyle {\frac {1}{U_{f}P}}}$ = ${\displaystyle {\frac {1}{UP}}+{\frac {R_{fH}}{P_{H}}}+{\frac {R_{fC}}{P_{C}}}}$

nerede

${\görüntüleme stili U_{f}}$ = tıkalı bir ısı eşanjörü için toplam ısı transfer katsayısı, ${\displaystyle \textstyle {\rm {\frac {W}{m^{2}K}}}}$

${\görüntüleme stili P}$= ısı eşanjörünün çevresi, sıcak veya soğuk taraf olabilir, ancak denklemin her iki tarafında aynı çevre olmalıdır, ${\görüntüleme stili {\rm {m}}}$

${\görüntüleme stili U}$ = kirlenmemiş bir ısı eşanjörü için toplam ısı transfer katsayısı, ${\displaystyle \textstyle {\rm {\frac {W}{m^{2}K}}}}$

${\displaystyle R_{fC}}$ = ısı eşanjörünün soğuk tarafında kirlenme direnci, ${\displaystyle \textstyle {\rm {\frac {m^{2}K}{W}}}}$

${\displaystyle R_{fH}}$ = ısı eşanjörünün sıcak tarafında kirlenme direnci, ${\displaystyle \textstyle {\rm {\frac {m^{2}K}{W}}}}$

${\görüntüleme stili P_{C}}$ = ısı eşanjörünün soğuk tarafının çevresi, ${\görüntüleme stili {\rm {m}}}$

${\görüntüleme stili P_{H}}$ = ısı eşanjörünün sıcak tarafının çevresi, ${\görüntüleme stili {\rm {m}}}$

Bu denklem, kirli bir ısı eşanjörünün toplam ısı transfer katsayısını hesaplamak için kirlenmemiş bir ısı eşanjörünün toplam ısı transfer katsayısını ve kirlenme direncini kullanır. Denklem, ısı eşanjörünün çevresinin sıcak ve soğuk taraflarda farklı olduğunu hesaba katar. için kullanılan çevre aynı olduğu sürece önemli değildir. Toplam ısı transferi katsayıları, ürün aynı kalacağı için farklı bir çevrenin kullanıldığını hesaba katacak şekilde ayarlanacaktır . ${\görüntüleme stili P}$${\ Displaystyle YUKARI}$

Kirlenmenin ortalama kalınlığı ve termal iletkenliği biliniyorsa, belirli bir ısı eşanjörü için kirlenme dirençleri hesaplanabilir. Ortalama kalınlık ve termal iletkenliğin ürünü, ısı eşanjörünün belirli bir tarafında kirlenme direncine neden olacaktır.

${\görüntüleme stili R_{f}}$ = ${\displaystyle {\frac {d_{f}}{k_{f}}}}$

nerede:

${\görüntüleme stili d_{f}}$ = bir ısı eşanjöründeki kirlenmenin ortalama kalınlığı, ${\görüntüleme stili {\rm {m}}}$

${\görüntüleme stili k_{f}}$= kirlenmenin termal iletkenliği, .${\displaystyle \textstyle {\rm {\frac {W}{mK}}}}$

Ayrıca bakınız

• konvektif ısı transferi
• Soğutucu
• Konveksiyon
• Churchill-Bernstein denklemi
• Sıcaklık
• Isı pompası
• Heisler Grafiği
• Termal iletkenlik
• Termal-hidrolik
• biyot numarası
• Fourier sayısı
• Nusselt numarası

Referanslar

Dış bağlantılar

• Genel Isı Transferi Katsayıları
• Genel Isı Transferi Katsayıları Tablosu ve Denklemi
• Konvektif Isı Transferi Korelasyonları