Cos'è un coefficiente di trasferimento di calore?

Il coefficiente di trasferimento di calore definisce la facilità con cui il calore passa da un materiale all'altro, di solito da un solido a un fluido o di un gas o da un fluido o un gas a un solido.Il calore può anche passare da un fluido a un gas o viceversa, come il caso di aria fresca sopra un lago caldo.Il calore scorrerà sempre dal caldo al freddo per i materiali a contatto diretto.

I coefficienti di trasferimento di calore sono sempre considerati durante la progettazione di apparecchiature che sono specificamente destinate a trasferire calore e mdash;o per non trasferire calore.Cucinare pentole, pinne di raffreddamento su un motore motociclistico, soffiare su un cucchiaio di zuppa troppo calda o una persona che riscalda le mani fredde di un altro sono tutti casi per migliorare il coefficiente di trasferimento di calore.Il più grande singolo contributo a migliori coefficienti di trasferimento di calore, dati i vincoli del materiale, è un rapido movimento della fase fluida dei componenti.Soffiare aria attraverso un radiatore, indurre un flusso turbolento in uno scambiatore di calore o in rapida movimento dell'aria in un effetto del forno a convezione molto più elevato coefficienti di trasferimento di calore rispetto alle condizioni fisse.Questo perché più molecole per assorbire il calore vengono presentate alla superficie calda in un tempo più breve.

D'altra parte, la ricerca di un isolamento altamente efficace considera anche il coefficiente di trasferimento di calore di ciascuna delle sue interfacce.L'isolamento è importante per frigoriferi e congelatori, refrigeratori da picnic, indumenti invernali e case a efficienza energetica.Spazi d'aria morti, vuoti in schiuma e materiali con bassa conducibilità aiutano tutti a fornire l'isolamento.

Quantitativamente, il coefficiente di trasferimento di calore è una funzione dei due materiali a contatto;la temperatura di ciascuno, che determina la forza trainante;e fattori che migliorano o sminuiscono il trasferimento di calore, come convezione o sporcizia superficiale, rispettivamente.Le equazioni determinano la quantità di calore che viene trasferita per unità di area, la differenza di temperatura per grado tra i due materiali adiacenti e per periodo di tempo.I calcoli per il dimensionamento di attrezzature industriali, come riscaldatori e scambiatori di calore, di solito risolvono il calore trasferito all'ora perché la capacità di produzione dell'impianto è generalmente determinata su base oraria.

Un coefficiente di trasferimento di calore complessivo, come viene spesso utilizzato nelle equazioni dello scambiatore di calore, dovrebbe considerare una serie di fattori.In questo esempio, il vapore saturo a una data temperatura, l'interfaccia da vapore a tubo, conducibilità attraverso la parete del tubo, l'interfaccia al liquido all'interno dei tubi come l'olio e la temperatura dell'olio in arrivo dovrebbero essere considerate tutte.Le informazioni di questi fattori potrebbero aiutare a determinare quanto sarebbe necessario uno scambiatore di calore e quale strategia di progettazione e materiali funzionerebbe meglio.