Siltuma pārneses koeficients ir jēdziens fizikā un termodinamikā, kas detalizēti apraksta, kā un cik viegli siltumenerģija pāriet no viena materiāla uz citu. Daudzos gadījumos siltums tiek pārnests visvieglāk, jo apskatāmie materiāli pāriet no cietām vielām uz šķidrumiem uz gāzēm; siltums var arī pāriet no šķidruma uz gāzi vai otrādi, piemēram, vēsa gaisa gadījumā virs silta ezera. Materiāliem, kas atrodas tiešā saskarē, siltums vienmēr plūst no karsta uz aukstu, un pārneses koeficients ir viens no veidiem, kā taustāmi un matemātiskā izteiksmē izteikt šo maiņu. Tā ir svarīga koncepcija daudzu nozaru ražotājiem un celtniekiem. Tas palīdz inženieriem izstrādāt, piemēram, labākus gatavošanas katlus un palīdz padarīt drošākas iekārtas un lietas, piemēram, iekšdedzes dzinējus automašīnās; to izmanto arī, lai padarītu efektīvāku izolāciju mājās un birojos. Koeficienta pamatprincipu noteikšana parasti ir diezgan vienkārša, taču tā galvenās formulas darbības un termodinamisko scenāriju maiņas specifika var būt nedaudz sarežģīta.
Aprēķinu pamati
Kvantitatīvi koeficients ir divu saskarē esošo materiālu funkcija; katra temperatūra, kas nosaka virzošo spēku; un faktori, kas uzlabo vai samazina siltuma pārnesi, piemēram, attiecīgi konvekcija vai virsmas piesārņojums. Standarta aprēķinu rubriku parasti izsaka kā h = q / ∆t, kur “h” ir kopējais siltuma pārneses koeficients, “q” ir siltuma daudzums, kas tiek nodots laukuma vienībā, un “∆t” ir temperatūras starpība starp blakus esošās vai attiecīgās virsmas.
Ir arī vienādojumi, lai noteiktu siltuma daudzumu, kas tiek pārnests uz laukuma vienību, uz grādu temperatūras starpību starp diviem blakus esošajiem materiāliem un laika periodā, kas var palīdzēt ietekmēt pamata formulu. Rūpniecisko iekārtu, piemēram, sildītāju un siltummaiņu, izmēra aprēķinos parasti tiek atrisināts stundā nodotais siltums, jo rūpnīcas ražošanas jaudu parasti nosaka stundā.
Izpratne par kopējo koeficientu
Kopējam siltuma pārneses koeficientam, kāds bieži tiek izmantots siltummaiņa vienādojumos, būtu jāņem vērā vairāki faktori. Piemēram, tvaika dzinēja scenārijā ir nepieciešams piesātināts tvaiks noteiktā temperatūrā, tvaika un caurules saskarne, vadītspēja caur caurules sieniņu, saskarne ar šķidrumu caurulēs, piemēram, eļļu, un ienākošās eļļas temperatūra. jāņem vērā. Informācija no šiem faktoriem varētu palīdzēt noteikt, cik liels siltummainis būtu nepieciešams un kāda dizaina un materiālu stratēģija darbotos vislabāk.
Ražošanas nozīme
Šie koeficienti vienmēr tiek ņemti vērā, projektējot iekārtas, kas ir īpaši paredzētas siltuma pārnešanai vai siltuma pārnešanai. Katlu gatavošana, motocikla dzinēja dzesēšanas spuras, pārāk karstas zupas karotes uzpūšana vai cita cilvēka aukstas rokas sasildīšana ir siltuma pārneses koeficienta palielināšanas gadījumi. Ņemot vērā materiālu ierobežojumus, lielākais labāku pārneses koeficientu veicinātājs ir komponentu šķidruma fāzes strauja kustība. Pūšot gaisu caur radiatoru, izraisot turbulentu plūsmu siltummainī vai strauji pārvietojot gaisu konvekcijas krāsnī, tiek sasniegti daudz augstāki pārneses koeficienti nekā nekustīgi apstākļi. Tas ir tāpēc, ka vairāk molekulu, kas absorbē siltumu, uz karstās virsmas tiek nogādātas īsākā laikā.
Nozīme izolācijā un būvniecībā kopumā
No otras puses, ļoti efektīvas izolācijas meklējumos tiek ņemta vērā arī katras saskarnes aprēķinātā siltuma pārnese. Izolācija ir svarīga visu veidu lietām, tostarp ledusskapjiem un saldētavām, piknika dzesētājiem, ziemas apģērbam un energoefektīvām mājām. Nedzīvas gaisa telpas, tukšumi putās un materiāli ar zemu vadītspēju palīdz nodrošināt izolāciju.