
傳熱系數(Heat Transfer Coefficient)是熱力學中用于量化熱量傳遞效率的核心參數,其定義為:在單位時間内,單位溫差條件下通過單位面積傳遞的熱量。國際單位制中表示為W/(m²·K),反映了物質或界面間傳導、對流和輻射三種傳熱方式的綜合作用。
從工程應用角度看,傳熱系數計算公式可表示為: $$ q = U cdot A cdot Delta T $$ 其中q為熱流量,U為傳熱系數,A為傳熱面積,ΔT為溫差。該公式被收錄在美國機械工程師學會(ASME)熱傳遞手冊中。數值大小受材料導熱性、流體流速、表面粗糙度等多因素影響,如銅的傳熱系數可達401 W/(m·K),而靜止空氣僅約0.024 W/(m·K)。
在建築節能領域,傳熱系數是衡量圍護結構保溫性能的關鍵指标。中國《民用建築熱工設計規範》GB50176-2016明确規定不同氣候區的外牆傳熱系數限值,例如嚴寒地區要求≤0.45 W/(m²·K)。國際能源署(IEA)的研究報告指出,優化傳熱系數可使建築能耗降低30%以上。
傳熱系數是描述熱量傳遞效率的核心參數,其定義和特性可綜合以下要點說明:
傳熱系數(符號通常為K,部分文獻用h或α)表示在穩定傳熱條件下,當兩種介質(如流體或固體)溫差為1K(或1℃)時,單位時間内通過單位面積傳遞的熱量。其物理意義在于反映傳熱過程的綜合效率,包含對流、傳導和輻射等多種傳熱方式的疊加作用。
參數 | 傳熱系數(K) | 導熱系數(λ) |
---|---|---|
定義範圍 | 綜合對流、傳導、輻射的複合過程 | 僅描述材料本身的導熱能力 |
單位 | W/(m²·K) | W/(m·K) |
應用場景 | 換熱器設計、建築圍護結構 | 保溫材料評估、單層材料導熱分析 |
注:如需具體材料的K值參考範圍,可查看和中的實驗數據。
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