
【機】 film coefficient
film; membrane; theca; velamen; velum
【化】 membrane
【醫】 coat; envelope; film; lemma; membranae membranae; membranae membrane
panniculus; theca; thecae; tunic; tunica; velamen; velamenta
velamentum
coefficient; modulus; quotiety
【計】 coefficient
【化】 coefficient
【醫】 coefficient; quotient
【經】 coefficient; parameter; quotient
在工程熱物理領域,"膜系數"(英文:Film Coefficient)指流體與固體表面之間傳熱效率的關鍵參數,定義為單位時間内、單位溫差下通過單位面積傳遞的熱量,單位為W/(m²·K)。其物理意義反映了流體邊界層對熱傳遞的阻力特性:膜系數越高,傳熱效率越強。
傳熱機制
膜系數描述對流傳熱中流體邊界層的導熱性能。當流體流經固體表面時,邊界層内流體速度梯度導緻熱阻産生,膜系數即量化此熱阻的倒數。例如,湍流流體因混合作用強,膜系數通常高于層流狀态。
工程應用
在換熱器設計中,膜系數是計算總傳熱系數(U值)的核心變量。公式表達為:
$$ frac{1}{U} = frac{1}{h_i} + frac{delta}{k} + frac{1}{h_o} $$
其中 ( h_i ) 和 ( h_o ) 分别為内外側膜系數,( delta ) 為壁厚,( k ) 為材料導熱系數。
影響因素
《傳熱學》(Heat Transfer)
經典教材指出膜系數是"對流換熱過程中表征流體側熱阻的參數",其數值需通過努塞爾數(Nu)與流體導熱系數關聯計算。
來源:Bergman, T.L., et al. Fundamentals of Heat and Mass Transfer, 7th ed., Wiley.
國際傳熱學界标準術語
美國機械工程師協會(ASME)定義膜系數為"局部或平均熱通量與對應溫差之比",強調其在非均勻溫度場中的空間變化特性。
來源:ASME Performance Test Codes, PTC 12.2-2023.
工程實踐指南
化工過程設計手冊《Perry's Chemical Engineers' Handbook》提供膜系數的經驗關聯式,例如迪圖斯-貝爾特公式(Dittus-Boelter equation)用于管流計算。
來源:Green, D.W., et al. Perry's Chemical Engineers' Handbook, 9th ed., McGraw-Hill.
膜系數是工程和物理領域中用于描述特定傳熱過程或物質表面特性的參數,其具體含義需結合應用場景判斷。以下是兩種常見解釋:
傳熱膜系數(h)反映流體與固體表面之間的對流傳熱效率,定義為:單位面積、單位溫差下傳遞的熱量速率。
指物質在固體表面形成薄膜的能力,衡量物質與表面的相互作用強度。數值越大,表明物質更易附着形成穩定薄膜,常用于塗層技術、材料表面改性等領域。
在工程文獻中,“膜系數”通常指傳熱膜系數,而涉及材料科學時可能指薄膜特性。英語中對應“film coefficient”或“heat transfer coefficient”。
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