传热工艺工程师的关键方程式

传热表面积的重要性

可用于传热的表面积是整个传热速率的一个相当重要的决定因素。让我们来了解一下传热表面面积的重要性简单的实验

为什么冰块比一大块冰块融化得快?

有很容易理解的实验概念传热一个固体。从冰箱里拿一小块冰块,从制冰厂拿一大块冰块,把它们放在同一个房间里。你可能已经注意到了。你觉得哪个会先融化?

任何冰都是通过吸收周围环境的热量而融化的。这使得它的温度上升到熔点以上。然后冰开始融化。

传热速率

冰体-冰块和冰块-的传热速率用相同的方程表示。

Q = u × a × Δt

其中,Q是总传热速率
你是传热系数在冰和周围空气之间
A是冰块或冰块的表面积
ΔT为冰面与周围空气的温差

上式中,冰块和冰块的U和ΔT是一样的。只是表面积不同。

很明显,热传导率与身体的表面积成正比。但是,大冰块的表面积比小冰块大得多。那为什么大块的冰没有融化得更快呢?

待融化冰的体积

大块物体确实以更快的速度吸收热量。但所有的热量都分布在大量的冰上。另一方面,小冰块的体积很小,需要加热。

事实上,如果你取冰块的面积/体积比它的面积/体积比要大得多。

相应地,立方体的温度上升得更快,融化得也更快。

结论

  • 传热速率与传热的“可用表面积”成正比。
  • 但是热量传递的效果也取决于体积。
  • 一般来说,在设计传热系统时最好考虑(表面积/体积)比。
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