传热系数

在热力学中，传热系数或薄膜系数或薄膜效率是热通量与热量流动的热力学驱动力（即温差 ΔT）之间的比例常数。 它用于计算传热，通常是流体和固体之间的对流或相变。 传热系数的 SI 单位为瓦特每平方米开尔文 (W/m2/K)。

组合模式的总传热率通常用总电导或传热系数 U 表示。在这种情况下，传热率为：

Q ˙ = h A ( T 2 − T 1 )

其中（以 SI 单位表示）：

• A：传热发生的表面积（m2）
• T2：周围流体的温度（K）
• T1：固体表面温度（K）

传热系数的一般定义为：

h = q Δ T

q：热通量（W/m2）； 即单位面积的热功率，q = d Q ˙ / d A

ΔT：固体表面与周围流体区域之间的温差 (K)

传热系数是热绝缘性的倒数。 这用于建筑材料（R 值）和服装绝缘。

在不同的传热模式、不同的流体、流态和不同的热工水力条件下，有许多计算传热系数的方法。 通常可以通过将对流流体的热导率除以长度标度来估算。 传热系数通常根据努塞尔数（无量纲数）计算。 还有专门用于传热流体应用的在线计算器。 传热系数的实验评估提出了一些挑战，尤其是当要测量小通量时。

下面显示了一种确定总传热系数的简单方法，该方法可用于查找简单元素（例如建筑物的墙壁或跨热交换器）之间的传热。 请注意，此方法仅考虑材料内部的传导，并未考虑通过辐射等方法进行的热传递。

通常 d x w  的值被称为两个半径的差，其中内半径和外半径用于定义输送流体的管道的厚度，然而，这个数字也可以被考虑 当传输表面的每个边缘之间的面积差接近于零时，作为平板传输机构或其他常见平面中的壁厚。

在建筑物的墙壁中，可以使用上述公式推导出通常用于计算通过建筑物构件的热量的公式。 建筑师和工程师将生成的值称为墙等建筑组件的 U 值或 R 值。 每种类型的值（R 或 U）都相互关联，例如 R 值 = 1/U 值，并且通过本文档下半部分描述的总传热系数的概念可以更充分地理解两者 .

虽然对流传热可以通过量纲分析、边界层精确分析、边界层近似积分分析以及能量和动量传递之间的类比来解析推导，但是当没有数学计算时，这些解析方法可能无法为所有问题提供实用的解决方案 适用机型。