열전달 계수와 열전도 계수

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1. 열전달 계수 α: 뉴턴의 냉각 법칙 dQ = α A△t에 따르며, 열전달 계수 α의 단위는 W/(m²·℃)입니다. 열전달 계수의 물리적 의미는, 단위 시간 동안 단위 면적에서 온도 차이가 1K일 때, 열을 전달하는 양을 나타냅니다. 실험을 통해, 열전달 계수에 영향을 미치는 요인들은 다음과 같다: ① 유체의 흐름 속도: 열전달 경계층에서의 열전도는 대류에 의한 열전달보다 더 중요한 요소이다.명백히, 유속을 증가시키면 열전달 경계층이 얇아져서 α가 커지고, 그 결과 대류에 의한 열전달 과정이 강화된다. ②유체의 대류 상태: 자연 대류를 사용할 것인지, 강제 대류를 사용할 것인지.분명히, 강제 대류 시 유체의 유속은 자연 대류보다 높다. 　③유체의 종류；액체, 기체, 증기. 　　 ④유체의 성질: 영향이 큰 것으로는 유체의 비열, 열전도율, 밀도, 점도 등이 있습니다.열전도 계수가 큰 유체의 경우, 열전달 경계층의 열저항이 작아져 열전달 계수가 커진다.점도가 높은 유체는 동일한 유속에서 Re수가 작아 열전달 경계층이 상대적으로 두꺼워지므로, 열전달 계수도 작아진다. 　⑤열전달 면의 형태, 위치 및 크기: 원통형 튜브나 판형, 또는 튜브 어셈블리와 같은 다양한 형태의 열전달 면；관내인가, 관외인가；수직으로 놓을까, 수평으로 놓을까；또한 다른 관의 직경과 길이도 α에 영향을 미칩니다. 　　 위의 영향 요인들을 종합하면, 열전달 계수 α는 다음과 같은 미지수 방정식으로 표현될 수 있습니다: α = f(u, d, ρ, μ, t, cp, …) 각각의 열전달 과정은 매우 다르며, α에 영향을 미치는 요인들도 모두 동일하지는 않습니다. 일반적으로 열전달 과정은 두 가지 범주로 나뉩니다: 1. 유체에 상변화가 없는 경우의 열전달 과정: 1) 유체의 강제 대류에 의한 열전달; 2) 유체의 자연 대류에 의한 열전달. 2. 유체에 상변화가 있는 경우의 열전달 과정: 1) 증기의 응축에 의한 열전달; 2) 액체의 끓음에 의한 열전달. 상변화가 없는 경우의 대류 열전달 계수에 대한 경험식은 다음과 같습니다: 원형 직관 내에서의 강제 난류에 의한 열전달 계수: α = 0.023 * (λ/d) * (ρdu/μ)^0.8 * (cμ/λ)^b. 유체가 가열될 때 b=0.4이고, 냉각될 때는 b=0.3입니다. (Re>10000, 0.7)