
传热系数(Heat Transfer Coefficient)是热力学中用于量化热量传递效率的核心参数,其定义为:在单位时间内,单位温差条件下通过单位面积传递的热量。国际单位制中表示为W/(m²·K),反映了物质或界面间传导、对流和辐射三种传热方式的综合作用。
从工程应用角度看,传热系数计算公式可表示为: $$ q = U cdot A cdot Delta T $$ 其中q为热流量,U为传热系数,A为传热面积,ΔT为温差。该公式被收录在美国机械工程师学会(ASME)热传递手册中。数值大小受材料导热性、流体流速、表面粗糙度等多因素影响,如铜的传热系数可达401 W/(m·K),而静止空气仅约0.024 W/(m·K)。
在建筑节能领域,传热系数是衡量围护结构保温性能的关键指标。中国《民用建筑热工设计规范》GB50176-2016明确规定不同气候区的外墙传热系数限值,例如严寒地区要求≤0.45 W/(m²·K)。国际能源署(IEA)的研究报告指出,优化传热系数可使建筑能耗降低30%以上。
传热系数是描述热量传递效率的核心参数,其定义和特性可综合以下要点说明:
传热系数(符号通常为K,部分文献用h或α)表示在稳定传热条件下,当两种介质(如流体或固体)温差为1K(或1℃)时,单位时间内通过单位面积传递的热量。其物理意义在于反映传热过程的综合效率,包含对流、传导和辐射等多种传热方式的叠加作用。
参数 | 传热系数(K) | 导热系数(λ) |
---|---|---|
定义范围 | 综合对流、传导、辐射的复合过程 | 仅描述材料本身的导热能力 |
单位 | W/(m²·K) | W/(m·K) |
应用场景 | 换热器设计、建筑围护结构 | 保温材料评估、单层材料导热分析 |
注:如需具体材料的K值参考范围,可查看和中的实验数据。
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