
【化】 j-H-factor
【化】 heat transfer; heat transference; heat transmission
thermal transmission
factor; gene
【化】 factor
【医】 factor
在热力学与传热学领域,“传热J因子”(Heat Transfer J-Factor)是一个重要的无量纲参数,用于关联对流换热系数与流体流动特性。以下是基于专业文献的详细解释:
该参数由美国化学工程师Allan P. Colburn 于1933年提出,用于简化对流换热计算 。
J因子定义为斯坦顿数(Stanton number) 与普朗特数(Prandtl number) 的指数关系式:
$$ j_H = St cdot Pr^{2/3} $$
其中:
该公式表明J因子综合反映了流体动量传递与热量传递的类比关系 。
通过关联摩擦因子 ( f )(即 ( j_H approx f/2 )),可预测管壳式、板式换热器的传热效率 。
在边界层理论中,J因子用于简化湍流传热的经验关联式,如著名的Chilton-Colburn类比(Chilton-Colburn analogy) 。
通过测量压降和温度场,反推J因子值以验证传热模型准确性。
J因子将复杂的传热过程转化为与雷诺数(( Re ))相关的幂函数:
$$ j_H = C cdot Re^{-m} $$
其中 ( C ) 和 ( m ) 为实验拟合常数。该形式极大简化了工业设备的热力计算,尤其在航空航天与化工领域应用广泛 。
权威来源:
- 《传热学基础》(Fundamentals of Heat and Mass Transfer)Bergman et al., Wiley
- 美国机械工程师协会(ASME)《传热手册》第5章
- 《工程热力学》(Engineering Thermodynamics)Yunus Çengel, McGraw-Hill
传热j因子(j-H factor)是传热学中用于描述对流传热过程的无量纲参数,由奇尔顿(Chilton)和柯尔本(Colburn)在研究传热、传质与动量传递的类比关系时提出。以下是其详细解释:
传热j因子通常表示为 ( j_H ),其计算公式为: $$ j_H = frac{h}{C_p rho u} cdot Pr^{2/3} $$ 其中:
j因子通过关联努塞尔数(( Nu ))、雷诺数(( Re ))和普朗特数(( Pr )),反映了流体流动与传热之间的类比关系。其核心意义在于简化对流传热系数的预测,尤其在复杂流动条件下,可通过实验或经验公式快速估算传热效率。
j因子是无量纲参数,其推导基于边界层理论,强调动量传递与热量传递的相似性。实际应用中需结合具体流动状态(如层流或湍流)调整计算模型。
如需进一步了解公式推导或工程案例,可参考传热学教材或换热器设计手册。
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