什么是一个传热系数？(a heat transfer coefficient?)
传热系数是物理学和热力学中的一个概念，它详细说明了热能如何以及如何容易地从一种材料传递到另一种材料。在许多情况下，当主体材料从固体到液体再到气体时，热量最容易转移；热量也可以从液体传到气体，或者反过来，例如在一个温暖的湖泊上方的冷空气的情况。对于直接接触的材料来说，热量总是从热流向冷流，而传递系数是用数学术语有形地表达这种转变的一种方式。对于许多行业的制造商和建筑商来说，这是一个重要的概念。例如，它帮助工程师设计更好的烹饪锅，并帮助使机械和汽车内燃机等东西更安全；它也被用来使家庭和办公室的绝缘材料更有效。阐述系数的基本原理通常是非常直接的，但其核心公式如何运作并适用于不断变化的热力学情况的具体细节可能有些复杂。
计算基础知识
从数量上看，该系数是两种接触材料的函数；每种材料的温度，这决定了驱动力；以及分别增强或减弱传热的因素，如对流或表面污垢。标准计算公式通常表示为h = q / Δt，其中 "h "是整体传热系数，"q "是单位面积的传热量，"Δt "是相邻的表面或有关表面之间的温度差。
还有一些方程式可以确定每单位面积、相邻两个材料之间的每度温差和每一时间段所传递的热量，这些方程式可以帮助影响更基本的公式。计算工业设备的尺寸，如加热器和热交换器，通常解决每小时传输的热量，因为工厂的生产能力通常是以小时为单位确定。
了解整体系数
一个整体的传热系数，例如在热交换器方程中经常使用的，需要考虑许多因素。例如，在蒸汽机的情况下，在给定温度下的饱和蒸汽、蒸汽与管子的接口、通过管壁的传导性、与管子内液体的接口（如油）以及进入的油的温度都需要考虑。来自这些因素的信息可以帮助确定需要多大的热交换器，以及什么设计和材料策略最有效。
对制造业的重要性
在设计专门用于传热--或不传热--的设备时，总是要考虑这些系数。烹饪锅、摩托车发动机上的冷却鳍、对着一勺太热的汤吹气，或者一个人温暖另一个人的冷手，都是提高传热系数的例子。考虑到材料的限制，提高传热系数的最大贡献者是部件的流体相的快速运动。在散热器中吹气，在热交换器中诱导湍流，或在对流炉中快速移动空气，都会产生比静止条件下更高的传递系数。这是因为在较短的时间内，有更多的分子吸收热量，并呈现在热表面。
在绝缘和建筑方面的作用更普遍
另一方面，寻找高效的绝缘材料也要考虑其每个界面的计算热传递。隔热材料对各种事物都很重要，包括冰箱和冰柜、野餐冷却器、冬季服装和节能住宅。死气沉沉的空间，泡沫中的空隙，以及低传导性的材料都有助于提供绝缘。
- 发表于 2022-02-09 19:39
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- 分类：科学
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