傳(chuán)熱(rè)係數(shù)和(hé)導熱係(xì)數區別(bié)
傳熱係數(shù)(Heat transfer coefficient)
傳熱(rè)係(xì)數(shù)以(yǐ)往稱總傳(chuán)熱(rè)係(xì)數。國家(jiā)現行標(biāo)準規(guī)範(fàn)統(tǒng)一(yī)定(dìng)名為傳(chuán)熱(rè)係(xì)數。傳(chuán)熱係數(shù)K值，是指(zhǐ)在穩(wěn)定(dìng)傳熱條件(jiàn)下，圍護(hù)結(jié)構兩側(cè)空氣溫(wēn)差(chà)為(wéi)1度（K/℃）1小時內(nèi)通過(guò)1平方米(mǐ)麵積傳遞的熱(rè)量單位(wèi)是(shì)瓦/平方米•度（W/㎡•K）此處K可用℃代(dài)替。
傳熱係數不(bù)是描述(shù)物質(zhì)物(wù)性(xìng)的(dí)物(wù)理量,它會(huì)隨(suí)著不同的外界條件(jiàn)而發生(shēng)變化,例如(rú)溫度(dù),流速(sù),流量等(děng),總(zǒng)的說來,它是一個工程(chéng)上(shàng)的概(gài)念(niàn).
機械(xiè)工程中遇到(dào)的(dí)傳(chuán)熱(rè)過程(chéng)常(cháng)常(cháng)是(shì)熱傳導，對流換熱(rè)和輻射換(huàn)熱(rè)三(sān)者的綜(zōng)合，而(ér)在(zài)應用(yòng)zui多的表麵式換熱器（又稱間壁式換熱(rè)器(qì)）中(zhōng)溫度不太高，輻(fú)射(shè)換熱的作用不大(dà)，所(suǒ)以(yǐ)分(fēn)析(xī)時(shí)主要(yào)考慮(lǜ)熱傳導(dǎo)和對流換(huàn)熱(rè)的(dí)綜(zōng)合過(guò)程。因(yīn)此(cǐ)，傳熱(rè)係(xì)數(shù)不(bù)僅(jǐn)與器壁(bì)的(dí)材料(liào)性(xìng)能和厚(hòu)度有(yǒu)關,還(huán)與器壁兩側的對流(liú)換熱(有時還(huán)有輻(fú)射換熱(rè))過程(chéng)有關。
導熱係數(Thermal conductivity)
導熱(rè)係(xì)數是指(zhǐ)在(zài)穩(wěn)定傳熱條件下(xià)，1m厚的(dí)材料(liào)，兩(liǎng)側表麵的溫差為(wéi)1度（K，°C）,在(zài)1小(xiǎo)時(shí)內(nèi)，通過(guò)1平(píng)方米麵積傳遞(dì)的熱量，用(yòng)λ表示(shì)，單位(wèi)為瓦(wǎ)/（米(mǐ)·度），w/（m·k）（W/m·K,此處(chǔ)的(dí)K可用℃代替）。
導(dǎo)熱係數(shù)與材(cái)料(liào)的(dí)組(zǔ)成結構(gòu)，密(mì)度(dù)，含水率(shuài)，溫(wēn)度等因素有關(guān)。導熱(rè)係數又被(bèi)稱(chēng)作“熱導(dǎo)係(xì)數(shù)”或“導(dǎo)熱(rè)率”,反映材料熱(rè)性(xìng)能的(dí)重(zhòng)要物理量.這個特(tè)性跟材(cái)料本(běn)身(shēn)的(dí)大小(xiǎo)，形(xíng)狀(zhuàng)，厚度(dù)都是(shì)沒(méi)有關係(xì)的，隻(zhī)是跟(gēn)材(cái)料本(běn)身的(dí)成分有關係。所(suǒ)以(yǐ)同(tóng)類材料(liào)的導熱(rè)率都是(shì)一(yī)樣的，並不(bù)會(huì)因為(wéi)厚(hòu)度不(bù)一(yī)樣(yàng)而(ér)變(biàn)化。
熱傳導(dǎo)是熱交(jiāo)換(huàn)的三種(zhǒng)(熱傳(chuán)導(dǎo),對流和輻(fú)射(shè))基本形式之一.是(shì)工(gōng)程熱物理，材(cái)料(liào)科學，固態(tài)物理(lǐ)，能源，環保等各個(gè)研究領域的(dí)課題。材料(liào)的導熱機理在很(hěn)大(dà)程度上(shàng)取(qǔ)決於它(tā)的(dí)微(wēi)觀結(jié)構(gòu)。熱(rè)量(liáng)的(dí)傳(chuán)遞(dì)依(yī)靠(kào)原(yuán)子(zǐ)，分子(zǐ)圍繞(rào)平衡位(wèi)置(zhì)的(dí)振(zhèn)動以(yǐ)及(jí)自(zì)由(yóu)電子的遷(qiān)移(yí)。
對流傳熱(rè)基本(běn)計(jì)算(suàn)式——牛(niú)頓(dùn)（Newton）冷(lěng)卻(què)公(gōng)式(shì)（Newton‘s law of cooling）中的(dí)比例係數(shù)，一般(bān)記做(zuò)h，以(yǐ)前(qián)又(yòu)常稱對流換熱係數，單位是W/(㎡*K)，含義(yì)是對(duì)流換熱速率。
對流換(huàn)熱係數(shù)又稱(chēng)表麵換熱(rè)係(xì)數(shù)，物理意義是指單位(wèi)麵(miàn)積上(shàng)，流(liú)體與(yǔ)壁(bì)麵(miàn)之(zhī)間在單位溫差下及單位(wèi)時間內所(suǒ)能(néng)傳遞的熱量，它的(dí)大(dà)小表達(dá)了對流換熱過程(chéng)的(dí)強(qiáng)弱程(chéng)度。
表麵(miàn)傳(chuán)熱係數的大(dà)小與對流(liú)傳熱過(guò)程中的許(xǔ)多因(yīn)素有關。它不僅(jǐn)取決於流體(tǐ)的(dí)物(wù)性(xìng)以(yǐ)及(jí)換(huàn)熱表(biǎo)麵(miàn)的(dí)形狀，大小與(yǔ)布(bù)置，而(ér)且(qiě)還與流速有(yǒu)著(zhuó)密切的關係。
牛頓(dùn)冷(lěng)卻公(gōng)式(shì)：
流體被加熱時 q=h（Tw-Tf）
流體被冷卻時(shí) q=h（Tf-Tw）
其中，Tw及(jí)Tf分別(bié)為(wéi)壁麵(miàn)溫度和(hé)流體溫度，℃。如果把溫(wēn)差（亦稱溫(wēn)壓）記(jì)為(wéi)ΔT，並約定永(yǒng)遠為正值，則(zé)牛頓(dùn)冷(lěng)卻公(gōng)式(shì)可(kě)表示為
q=hΔT
Φ=hAΔT
其中(zhōng)q為熱(rè)流密度(dù)，單(dān)位(wèi)是(shì)瓦/平米（W/㎡），Φ為熱流(liú)，單(dān)位是瓦（W）。
獲得(dé)表麵傳(chuán)熱(rè)係數h的表(biǎo)達(dá)式(shì)的方法大致有(yǒu)四(sì)種：
1，分(fēn)析(xī)法，對描(miáo)寫(xiě)某一(yī)類(lèi)對流傳熱問(wèn)題(tí)的(dí)偏微(wēi)分方程(chéng)及相應的(dí)定解條(tiáo)件(jiàn)進行數(shù)學求解，從(cóng)而(ér)獲得速(sù)度(dù)場(cháng)和溫(wēn)度(dù)場的(dí)分析解的方(fāng)法。
2，實驗法，在(zài)相似原理指(zhǐ)導下進(jìn)行實驗(yàn)研究，是(shì)目(mù)前(qián)獲得(dé)表(biǎo)麵傳(chuán)熱(rè)係(xì)數的(dí)主要途(tú)徑。
3，比擬法(fǎ)，通過研究動量傳遞及(jí)熱(rè)量傳遞的(dí)共(gòng)性(xìng)或類似特(tè)性(xìng)，以(yǐ)建立起(qǐ)表麵(miàn)傳(chuán)熱係(xì)數(shù)與(yǔ)阻(zǔ)力係(xì)數間的(dí)相互關係(xì)的方法。
4，數值法(fǎ)，在(zài)求解導(dǎo)熱係數(shù)的基礎上(shàng)，增(zēng)加對(duì)流項的離散(sàn)及動量方(fāng)程中的(dí)壓(yā)力梯(tī)度(dù)項的數值處理(lǐ)，從而(ér)獲(huò)得表麵(miàn)傳熱(rè)係數(shù)的方法(fǎ)。導(dǎo)熱係(xì)數是傅立(lì)葉(yè)方(fāng)程中的(dí)一個常(cháng)數項,它由(yóu)具(jù)體物質的本身特性(xìng)決定(dìng),指明(míng)了(liǎo)特(tè)定物體(tǐ),就(jiù)有一個(gè)特定(dìng)的導熱係數,是由實驗測定的.
傳熱(rè)係數往往是(shì)針對一個(gè)傳(chuán)熱係統(tǒng)考慮的,在這(zhè)個(gè)係統(tǒng)中,導熱，對流換(huàn)熱，輻射(shè)三種傳熱方(fāng)式綜合作(zuò)用(yòng),是我(wǒ)們對係統總(zǒng)體(tǐ)傳(chuán)熱做數學描述時(shí)一(yī)個形式上的係數(shù).
鋁在(zài)400k的傳熱係(xì)數不一定(dìng)是你(nǐ)說的那個,還(huán)要具體(tǐ)分(fēn)體(tǐ)熱阻網(wǎng)絡的各(gè)段(duàn),尤其是(shì)對(duì)流(liú)換熱(rè)的部分(fēn).
一(yī)， 傳(chuán)熱(rè)係(xì)數與導(dǎo)熱係(xì)數概念(niàn)的區(qū)別
傳熱係(xì)數(shù)以往稱總傳(chuán)熱(rè)係數(shù)。國家(jiā)現(xiàn)行(háng)標準規範統一定名(míng)為傳(chuán)熱(rè)係(xì)數(shù)。傳(chuán)熱(rè)係數K值(zhí)，是指在(zài)穩定傳熱(rè)條件下，圍(wéi)護(hù)結構兩側空氣(qì)溫(wēn)差(chà)為(wéi)1度(dù)（K/℃）1小(xiǎo)時內通過1平(píng)方(fāng)米麵(miàn)積(jī)傳遞的熱量(liáng)單位(wèi)是瓦/平方(fāng)米(mǐ)•度（W/㎡•K）此(cǐ)處(chǔ)K可用℃代替。
傳熱係(xì)數(shù)不(bù)是描(miáo)述物質(zhì)物性(xìng)的(dí)物(wù)理量(liáng),它(tā)會(huì)隨著不同(tóng)的(dí)外(wài)界(jiè)條(tiáo)件而(ér)發生(shēng)變(biàn)化(huà),例如溫度,流速(sù),流量等(děng),總(zǒng)的(dí)說來,它是一(yī)個(gè)工程上的概念.
導(dǎo)熱係數是(shì)指(zhǐ)在(zài)穩(wěn)定傳熱(rè)條(tiáo)件(jiàn)下，1m厚的(dí)材(cái)料兩(liǎng)側表麵的溫(wēn)差(chà)為(wéi)1度（K/℃）,在1小(xiǎo)時內通過1平方米麵積傳(chuán)遞的熱量.單位為瓦/米•度(W /m2.K此處為K可用℃代替)。
導(dǎo)熱係數與材(cái)料的組成(chéng)結構(gòu)，密度，含水(shuǐ)率，溫度(dù)等因素有關。導熱(rè)係(xì)數又被(bèi)稱作“熱(rè)導係(xì)數(shù)”或“導(dǎo)熱率(shuài)”,反映(yìng)材料熱性能的重要(yào)物理(lǐ)量.熱(rè)傳導(dǎo)是熱交換(huàn)的三種(熱(rè)傳導,對(duì)流(liú)和(hé)輻(fú)射)基本形(xíng)式(shì)之一.是工程熱物(wù)理(lǐ)，材料(liào)科(kē)學，固態物(wù)理，能源(yuán)，環(huán)保等(děng)各個研究領域(yù)的課題(tí)。材料(liào)的導熱機理在很大程(chéng)度(dù)上取決(jué)於它(tā)的(dí)微觀結構(gòu)。熱量(liáng)的傳遞(dì)依靠(kào)原子(zǐ)，分(fēn)子(zǐ)圍繞(rào)平(píng)衡位置的振(zhèn)動以及(jí)自由(yóu)電(diàn)子(zǐ)的(dí)遷(qiān)移。
二， 傳(chuán)熱(rè)係數計(jì)算公(gōng)式
1，圍(wéi)護結構熱阻(zǔ)的計算
單層(céng)結構(gòu)熱阻
R=δ/λA (m2.K/w)
式中(zhōng)： δ—材料層厚(hòu)度(dù)（m）
λ—材料(liào)導熱係數[W/(m.k)]
多(duō)層結(jié)構(gòu)熱(rè)阻(zǔ)
A—平壁的(dí)麵(miàn)積，m2
R=R1+R2+----Rn=δ1/λ1+δ2/λ2+----+δn/λn
式(shì)中: R1，R2，---Rn—各(gè)層(céng)材料熱(rè)阻(zǔ)（m2.k/w）
δ1，δ2，---δn—各層材料(liào)厚度(dù)（m）
λ1，λ2，---λn—各(gè)層材(cái)料導熱係(xì)數[W/(m.k)]
2，圍(wéi)護(hù)結構(gòu)的傳熱阻
R0=Ri+R+Re
式中(zhōng): Ri —內(nèi)表麵換熱(rè)阻(zǔ)（m2.k/w）（一(yī)般取0.11）
Re—外表麵換熱阻（m2.k/w）（一般(bān)取0.04）
R —圍(wéi)護(hù)結構熱阻(zǔ)（m2.k/w）
3，圍(wéi)護結構(gòu)傳熱係(xì)數計算
K=1/ R0 (w/(m2.k))
式(shì)中: R0—圍(wéi)護(hù)結構(gòu)傳(chuán)熱阻(zǔ)
外(wài)牆受(shòu)周邊熱(rè)橋(qiáo)影響條件下，其平(píng)均(jūn)傳熱(rè)係(xì)數(shù)的(dí)計(jì)算
Km=(KpFp+Kb1Fb1+Kb2Fb2+ Kb3Fb3 )/( Fp + Fb1+Fb2+Fb3)
式(shì)中(zhōng):
Km—外(wài)牆的平(píng)均傳(chuán)熱係(xì)數(shù)[W/（m2.k）]
Kp—外(wài)牆主(zhǔ)體部(bù)位(wèi)傳熱係數[W/（m2.k）]
Kb1，Kb2，Kb3—外(wài)牆(qiáng)周邊(biān)熱橋部(bù)位(wèi)的傳(chuán)熱(rè)係數[W/（m2.k）]
Fp—外(wài)牆主體部位(wèi)的麵積(jī)
Fb1，Fb2，Fb3—外(wài)牆周(zhōu)邊熱橋(qiáo)部位(wèi)的(dí)麵積
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