传热系数导论

了解传热系数

传热系数用于关联表面和流体之间的热通量。对于从表面定义为正的热流

其中Ts是表面温度，Tfluid是本体流体的温度。如果温差为零，则h值未定义。因此，必须在表面内外提供热传递，以使h具有意义。如果没有自然发生的热传递，可以添加加热器以提供热通量。诱惑可能是只使用加热器，并假设所有热通量通过对流进入空气。这通常不是一个好的假设。如果没有热通量传感器，很难知道来自加热器的热能中有多少实际留在流体中，以及有多少被表面材料吸收。热流传感器的价值在于它直接测量从壁面加热器到流体的热流。

然而，在热流传感器后面放置一个加热器会在传感器所在的位置产生一个人工“热点”。已知表面温度的这种破坏会增加传感器位置处的传热系数。这会导致测量误差非常大。以下参考资料提供了更多详细信息。在列出的两个ASTM标准中也有使用热流传感器的指南。

Diller，T.E.，“热通量测量”，第18章，《科学与工程测量手册》，Ed.M.Kutz，John Wiley&Sons，纽约，2013年，第629-659页。

ASTM E2684-17，使用表面安装的一维平面量规测量热通量的标准试验方法。Ann.Book ASTM标准，15.032017。

ASTM E2683-17，使用嵌入式温度梯度计测量热通量的标准试验方法。Ann.Book ASTM标准，15.032017。

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了解传热系数

通常，通过建筑物墙壁的热通量非常小。因此，要测量墙壁外部的对流传热系数，请添加传感器套件中提供的加热器，以提供可测量的热流。将其放置在热流传感器和建筑物墙壁之间。将带有热电偶的传感器一侧远离建筑物，以在加热器运行时获得正热流。打开数据采集至少10秒钟，然后启动加热器。让它运行至少30秒。然后找到打开加热器前后的平均值。

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1.绘制温度、热流和传热系数随时间的变化曲线。连接到车间。加热器打开前的温度和热流值有意义吗？

2.示出了传热系数的计算。

3.加热器提高了传感器的温度和由此产生的对流热通量，从而更容易确定传热系数。然而，表面温度的升高局部破坏了热边界层，增加了局部传热系数。根据您的测量，在这种情况下，h值增加了多少？

4.当温差方向从正变为负时，瞬态条件下的传热系数会发生什么变化？

5.关于传热系数的限制以及如何定义，您能得出什么结论？