Коэффициенты теплопередачи
Типичные коэффициенты теплопередачи для теплообменников, стен и изолированных систем.
Обзор
Общие коэффициенты теплопередачи (U) представляют собой полную теплопроводность от одного теплоносителя к другому через стенку теплообменника. Эти коэффициенты объединяют влияние теплопроводности через стенку и конвекции с обеих сторон. Значения сильно зависят от типов теплоносителей, скоростей, режимов течения и состояния поверхностей. Приведённые ниже коэффициенты представляют собой типичные инженерные оценки для предварительных расчётов.
Таблица данных
Следующая таблица из 9 строк представляет собой выборочное изложение для быстрого поиска. Полная исходная таблица из 15 строк сохранена в восстановленной исходной таблице ниже.
Application | U (Общий коэффициент) (W/(m²·K)) |
|---|---|
| Вода к воде | 800 |
| Вода к маслу | 350 |
| Вода к раствору гликоля | 500 |
| Пар к воде | 1500 |
| Пар к маслу | 300 |
| Воздух к воздуху (ребристая труба) | 30 |
| Воздух к воде (ребристая труба) | 40 |
| Газ к газу | 25 |
| Конденсирующийся пар к жидкости | 1000 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Восстановленные исходные таблицы
Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.
Первая обнаруженная исходная таблица со строками навигации/поиска является артефактом макета страницы и не содержит данных о коэффициентах теплопередачи. Инженерная таблица из источника сохранена ниже.
В исходном источнике подчёркивается, что общий коэффициент теплопередачи является приблизительным и может широко варьироваться в зависимости от скорости потока, состояния поверхности, загрязнения и геометрии теплообменника.
Пример - Теплообменник вода-воздух
В примере источника используется медная поверхность теплопередачи между водой и воздухом или газом. Согласно восстановленной таблице, общий коэффициент теплопередачи составляет U = 13.1 W/(m2 K). Для воды при 80 °C и воздуха при 20 °C тепловой поток равен:
Коэффициенты теплопередачи в теплообменниках
Fluid | Материал теплопередающей поверхности | Fluid | U (Btu/(ft2 hr oF)) | U (W/(m2 K)) |
|---|---|---|---|---|
| Water | Чугун | Воздух или газ | 1.4 | 7.9 |
| Water | Низкоуглеродистая сталь | Воздух или газ | 2 | 11.3 |
| Water | Copper | Воздух или газ | 2.3 | 13.1 |
| Water | Чугун | Water | 40 - 50 | 230 - 280 |
| Water | Низкоуглеродистая сталь | Water | 60 - 70 | 340 - 400 |
| Water | Copper | Water | 60 - 80 | 340 - 455 |
| Air | Чугун | Air | 1 | 5.7 |
| Air | Низкоуглеродистая сталь | Air | 1.4 | 7.9 |
| Steam | Чугун | Air | 2 | 11.3 |
| Steam | Низкоуглеродистая сталь | Air | 2.5 | 14.2 |
| Steam | Copper | Air | 3 | 17 |
| Steam | Чугун | Water | 160 | 910 |
| Steam | Низкоуглеродистая сталь | Water | 185 | 1050 |
| Steam | Copper | Water | 205 | 1160 |
| Steam | Нержавеющая сталь | Water | 120 | 680 |
Источник: engineeringtoolbox.com
Калькулятор скорости теплопередачи
Теплопередача от общего коэффициента U
Конвертер единиц
Конвертер единиц общего коэффициента теплопередачи
Точное преобразование: 1 Btu/ft2 hr degF = 5.678 W/m2 K = 4.882 kcal/h m2 degC.
Инженерные примечания
- Приближённые значения: Приведённые значения
Uявляются стандартными оценками для чистых поверхностей при нормальных условиях эксплуатации. Загрязнение, накипь или необычные свойства жидкости могут значительно снизить фактическую производительность. - Ребристые поверхности: Коэффициенты теплоотдачи со стороны воздуха низкие, поэтому для увеличения площади поверхности и повышения общего значения
Uпри теплообмене газ–жидкость используются ребристые трубы. - Высокий
Uпри конденсации: Конденсация пара и теплообмен жидкость–жидкость (например, вода–вода) обычно имеют очень высокие коэффициенты благодаря высоким коэффициентам теплоотдачи, связанным с фазовым переходом и высокими скоростями потока. - Запас по проектированию: Для критических применений требуется детальный анализ с учётом конкретных свойств жидкости, скоростей и геометрии. Приведённые типичные значения подходят для предварительного подбора размеров или технико-экономических обоснований.
- Влияние материала: Теплопроводность материала стенки также вносит вклад, но её влияние обычно незначительно по сравнению с конвективными тепловыми сопротивлениями с обеих сторон.